CN109707320A - 用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置 - Google Patents

Abstract

发明公开了用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置，包括两个夹持单元，每一个夹持单元包括行进筒以及轨道环，轨道环固定在行进筒的下端面，沿轨道环的周向在其内圆周壁上设有凸缘，在凸缘的上端面安装有外齿带，在行进筒的下方还设有半圆形的内环，在内环上表面上设有内齿带，在轨道环的下方设有支承座，旋转电机设置在支承座上，旋转电机的输出端贯穿凸缘与内环之间的间隙后向上延伸，在旋转电机的输出端延伸段末端安装有旋转齿轮，旋转齿轮分别与外齿带、内齿带配合，在支承座下表面设有清理组件。针对现有技术中的缺陷，本发明能定期对浸入海水中的支撑件进行附着物清理，降低支撑件的受损几率，进而提高钻孔平台的使用寿命。

Description

用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置

技术领域

本发明涉及基础工程钻掘、石油工程钻探等领域，具体涉及用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置。

背景技术

现在全世界已有100多个国家和地区在近海进行油气勘探，40多个国家和地区在150多个海上油气田进行开采，海上原油产量逐日增加，日产量已超过100万吨，约占世界总量的百分之二十五，而海上油气的开采则广泛采用钻孔或是钻井平台；同时无论在地质勘查领域还是在桥梁、电塔等线路架设工程中均需要对途径的水域地段进行钻孔以便开展桩基施工，同样需要使用钻孔平台，钻孔平台正是主要用于水域钻孔的专业操作平台。然而，钻孔平台所在水域，环境因素复杂多变，平台根基易遭受较大的水底暗流冲击力，为提高稳定性，常常需要使用大量的不锈钢材，成本较高，且由于水体中的浮游生物众多，特别是海域中的海水腐蚀性强，微生物以及悬浮泥浆量大，且附着的微生物或是软体生物等会释放一定的化学物质，使得柱状的支撑件难以避免地会遭到锈蚀，需要潜水员常常前往水下查看，费时费力，且水底的情况难以监测，容易带来安全隐患。进一步地，在深水域中钻孔平台需要根据水深变化进行合理的升降，而支撑件则是钻孔平台自主升降的重要支承部件以及轨道，当支撑件外壁上的附着物过多时会导致钻孔平台的升降灵活性降低。

发明内容

本发明目的在于提供用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置，定期为钻孔平台的柱状支撑部件进行清理，以确保钻孔平台的正常使用。

本发明通过下述技术方案实现：

用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置，包括套设在支撑件外圆周壁上的夹持单元，每一个夹持单元包括均呈半圆形的行进筒以及轨道环，轨道环固定在行进筒的下端面，且沿轨道环的周向在其内圆周壁上设有半圆形的凸缘，在凸缘的上端面安装有外齿带，在行进筒的下方还设有半圆形的内环，且内环所对应圆的半径小于凸缘所对应圆的半径，在内环上表面上设有内齿带，在轨道环的下方设有支承座，旋转电机设置在支承座上，旋转电机的输出端贯穿凸缘与内环之间的间隙后向上延伸，且在旋转电机的输出端延伸段末端安装有旋转齿轮，旋转齿轮分别与外齿带、内齿带配合，且在支承座下表面设有清理组件，两个所述行进筒相对的端面通过销柱铰接，且在一个行进筒的外侧壁上设有防护壳体，在另一个行进筒的外侧壁上设有连接板，在防护壳体内部设有伸缩气缸，伸缩气缸的输出端活动贯穿防护壳体后与连接板铰接；沿每一个所述行进筒的周向在其内圆周壁上开有两个弧形槽，在弧形槽的开口端设有柔性密封罩，弧形槽内设有两个调节气缸，在弧形槽内还设有矩形筒体，两个调节气缸的输出端分别与矩形筒体上表面、下表面连接，卡紧气缸固定在矩形筒体内，卡紧气缸的输出端贯穿柔性密封罩后向外延伸，且在卡紧气缸输出端的延伸段上设有弧形的卡环。现有技术中钻孔平台，特别是固定式的钻孔平台的支撑结构中具备大量的杆状或是筒状的支撑件，以确保钻孔平台的使用稳定性，但是针对于大型的油井，石油开采周期的持续时间长，钻孔平台的支撑结构在海水浸泡下容易附着大量的海洋生物，且在海水的腐蚀作用下各类管状或是筒状的支撑件会发生锈蚀，进而对钻孔平台的稳定性产生较大的威胁，甚至导致重大安全事故的发生；针对上述情况，申请人设计出一种清理机构，用于定期对浸入海水中的支撑件进行附着物清理，降低支撑件的受损几率，进而有效延长钻孔平台的使用寿命。

本技术方案中设有两个夹紧单元，两个夹紧单元能够将支撑件的外圆周壁完全包裹，在对支撑件进行定期清理时，由两个夹紧单元带动整个清理结构沿支撑件的轴向开展往复运动，且位于支承座下方的清理组件对附着在支撑件外圆周壁上的垢物清除；具体使用时，首先将整个清理结构下放至水面上，由于夹紧单元包括行进筒以及轨道环，且行进筒与轨道环均呈半圆形，且两个行进筒通过销柱铰接，使得在两个行进筒合并后能够构成一个完全包裹支撑件的封闭环，而两个半圆形的轨道环同样通过销柱铰接，使得两个轨道环合并后构成一个完整的供清理组件实现圆周运动的圆环，并且在两个轨道环的内圆周壁上设有凸缘，在两个行进筒的底部均设有内环，凸缘上设置外齿带，内环上设有内齿带，支承座上方设有旋转电机，旋转电机输出端上的旋转齿轮分别与内齿带、外齿带配合，以方便清理组件对支撑件的同一段圆周壁进行环向清理，启动伸缩气缸，通过伸缩气缸的输出端的伸缩以带动连接板，进而实现两个行进筒的张闭；且当两个行进筒完全套设在支撑件上后，位于弧形槽内的卡环在卡紧气缸的推动下朝支撑件靠近直至与支撑件外壁接触，由于两个行进筒合并后构成一个升降单元，此时在升降单元中，两个调节气缸可对卡紧气缸以及矩形筒体进行升降处理，沿升降单元的轴线呈对称分布的两个卡环被定义为A、B，而剩余两个沿升降单元的轴线呈对称分布的卡环被定义为C、D，且在初始状态下，A与B同处于一个水平高度H，则C与D同处于另一个水平高度L，且H＜L，卡环A、B、C、D均抱紧支撑件，在需要升降单元下降时，卡环A、B所对应的卡紧气缸输出端向内回缩，然后卡环A、B所对应的两个调节气缸中，位于矩形筒体上方的调节气缸输出端向下伸出，使得卡环A、B的水平高度开始下降至其极限位置，然后再有卡环A、B所对应的卡紧气缸输出端向外伸出，使得卡环A、B重新将支撑件的外圆周壁夹持，此时分别两个行进筒内所有的调节气缸均停止工作，使得升降单元在自身重力的因素下开始下降至其极限位置，然后卡环C、D对应的卡紧气缸开始启动，推动卡环C、D向支撑件外壁移动，进而使得卡环C、D重新将支撑件外壁抱紧，且与卡环C、D对应的调节气缸启动，确保升降单元保持其水平高度，然后卡环A、B对应的卡紧气缸重新回缩，且与卡环A、B对应的调节气缸则全部停止工作，与卡环A、B对应的卡紧气缸以及矩形筒体自由下移，如此反复操作，使得升降单元开始沿支撑件的轴线向下进行直线运动；同理，当升降单元需要上移时，与卡环A、B、C、D所述对应的调节气缸以及卡紧气缸进行反向控制，即能实现升降单元以及设置在升降单元下方的清理组件的上升。

其中，在保证升降单元自主实现升降的同时，位于升降单元的下方的清理组件则通过旋转电机的驱动开始沿两个轨道环构成的圆周轨道进行圆周运动，以方便清理组件对支撑件外圆周壁上的附着物进行快速清理，确保支撑件的使用稳定性，而旋转电机的输出端能够沿顺时针或是逆时针旋转，进而带动支承座以及清理组件进行圆周运动，以实现对支撑件的环向清理。进一步地，在两个轨道环形成的圆周轨道上，由两个半圆周的内齿带以及两个半圆周的外齿带构成一个供旋转齿轮移动的轨道，而内齿带设置在内环上，且内环通过连接杆与行进筒连接，以保证构成的轨道的稳定性。

需要指出的是，初始状态下，卡环A、B、C、D将支撑件抱紧，而当升降单元下移过程中，在每一个弧形槽内均设有两个调节气缸，且两个调节气缸分别位于矩形筒体的上下方，卡环A、B抱紧支撑件外壁的同时，卡环C、D的水平位置需要向下调节，且与卡环C、D对应的两个调节气缸可停止工作，同样也可以启动，且其运行方式为：位于矩形筒体上方的调节气缸输出端向下伸出，位于矩形筒体下方的调节气缸输出端向下回缩，进而带动卡环C、D以及卡环C、D所对应的卡紧气缸下移；通过两个调节气缸的驱动能够有效避免卡环C、D以及两者所对应的矩形筒体、卡紧气缸下移速度过快而导致出现损伤，并且保证升降单元的移动平稳性。

两个所述行进筒合并构成一个完整的圆，且每一个所述弧形槽位于圆的四等分点上。作为优选，四个弧形槽分别位于圆周的四等分点上，即使得四个卡环中呈对称分布的两个卡环能够把作用力均匀分布在支撑件外壁上，以确保行进筒在支撑件上夹持稳定性。

在每一个所述弧形槽的内壁上开有与支撑件轴线垂直的导向槽，所述矩形筒体的端部滑动设置在导向槽内。进一步地，在升降单元进行直线运动期间，弧形槽内的矩形筒体会进行定期的上升或是下降，而在弧形槽内壁上开设导向槽，且矩形筒体的一个端部置于导向槽内，使得矩形筒体的上升或是下降均被限制在导向槽内，避免在升降单元进行直线运动过程中两个调节气缸出现偏离支撑件轴向的运动，进而降低调节气缸以及其对应的卡环出现扭曲或是损伤，延长清理组件的使用寿命。

在每一个所述卡环的内圆周壁上设有与之匹配的弧形橡胶楞条。进一步地，为增加卡环与支撑件外圆周壁接触时的夹紧力度，在卡环的内圆周壁上设有弧形的橡胶楞条，且橡胶楞条的弧长与卡环的弧形相同，当卡环与支撑件外圆周壁贴合后，橡胶楞条会产生压缩形变，而在其回复形变时产生的弹力能够将卡环与支撑件外圆周壁接触瞬间所产生的冲击力所消除，避免卡环与支撑件之间产生硬性碰撞，降低卡环受损的几率。

在每一个所述行进筒的下端面上设有多个支撑杆，半圆形的底环与多个支撑杆的下端连接，所述轨道环上端面通过连杆与底环连接，且在连杆的外壁上设有半圆形的固定环，所述内环通过连接杆与固定环连接。进一步地，行进筒下端面设有多个支撑杆，利用支撑杆的轴向长度将清理组件与升降单元之间的间距增加，避免清理组件在清理过程中所产生的碎屑等杂质影响行进筒的正常移动，并且固定环通过连杆与内环连接，轨道环通过连杆与底环连接，以增加清理组件的支撑稳定性。

所述清理组件包括活动板、立板以及挂板，在立板的侧壁上固定有推进气缸，推进气缸的输出端与支承座连接，在所述立板的中部开有通孔，活动板的一端活动贯穿通孔后向外延伸，活动板的另一端正对支撑件，且所述支承座下表面与活动板的上表面连接，在活动板上开有矩形孔，在推进气缸的下部设有至少一个支杆，支杆上安装有卡板，卡板置于活动板的上表面且卡板的宽度大于矩形孔的宽度，支杆穿过矩形孔后与挂板连接，在挂板下表面上固定有防水箱体，驱动电机置于防水箱体内，且在防水箱体的外壁上设有锥形的罩体，驱动电机的输出端贯穿罩体的小直径端后进入至罩体内部，且在驱动电机的输出端上设有清理头。进一步地，清理组件由活动板、清理头、立板以及挂板组成，在初始状态下清理头与支撑件之间留有间距，且当两个行进筒完全卡合在支撑件外壁上后，清理头在驱动电机的带动下开始旋转，以方便清理头对支撑件外壁上的附着物进行清理；其中，在清理过程中，清理头的转动的频率与升降单元的移动频率保持相同，即在升降单元移动一个位移量时，清理头完成一个圆周的清理工序，而清理头的周向移动由旋转电机带动支承座在轨道环的下放进行，清理头的直线运动则由活动板、推进气缸以及挂板的相互配合来实现，具体实现方式如下：支承座底面与活动板连接，而推进气缸固定在立板的侧壁上，推进气缸的输出端与支承座的侧壁连接，且在活动板上开有矩形孔，在推进气缸的下部设有至少一个支杆，支杆上安装有卡板，卡板置于活动板的上表面且卡板的宽度大于矩形孔的宽度，支杆穿过矩形孔后与挂板连接，在挂板下表面上固定有防水箱体，驱动电机置于防水箱体内，且在防水箱体的外壁上设有锥形的罩体，驱动电机的输出端贯穿罩体的小直径端后进入至罩体内部，且清理头固定在驱动电机的输出端上，启动推进气缸，推进气缸的输出端回缩，进而带动立板朝靠近支撑件外壁的方向移动，与此同时，推进气缸底部的支杆通过矩形通孔与挂板连接，而挂板下表面与防水箱体连接，且在卡板的限位作用下，挂板只能沿水平方向朝靠近支撑件的方向移动，同时驱动电机与罩体一并朝支撑件靠近，通过清理头的高速旋转，由清理头上喷出的气流则对附着物进行有序的清理。

在所述罩体的侧壁上设有与罩体内部连通的抽排管。进一步地，清理头将支撑件外壁上的附着物清理后，大量的附着物碎屑会在罩体内停留，容易降低清理头的清理效率，因此，申请人在罩体的侧壁上设有抽排管，抽排管的末端设有泵机，使得清理头在周向旋转清理的同时，将附着物碎屑快速收集外排。

所述清理头包括外套筒以及内套筒，所述外套筒一端封闭且另一端开放，驱动电机输出端贯穿外套筒的封闭端后延伸至外套筒的开放端处，且在驱动电机输出端的延伸段端部上安装有高压旋喷头Ⅰ，内套筒置于外套筒内，且内套筒的内圆周壁上设有内螺纹，在驱动气缸的输出端延伸段外圆周壁上设有与内螺纹配合的外螺纹，且沿内套筒的轴向在其外圆周壁上开有两个滑槽，在外套筒的内圆周壁上设有与滑槽配合的滑块，且在内套筒的外侧端面上设有两个高压旋喷头Ⅱ，所述高压旋喷头Ⅰ的最大直径小于所述内套筒的内径。进一步地，清理头直接与支撑件外壁靠近，本技术方案中采用高压气体喷射的方式对支撑件外壁进行清理，即由高压旋喷头Ⅰ与两个高压旋喷头Ⅱ构成，初始状态下两个高压旋喷头Ⅱ距支撑件外壁的距离大于高压旋喷头Ⅰ距支撑件外壁的距离，清理过程中，高压旋喷头Ⅰ为主清理部件，两个高压旋喷头Ⅱ为副清理部件，高压旋喷头Ⅰ与两个高压旋喷头Ⅱ分开控制，既能同时启用，也能够单独使用，即根据支撑件浸入水域中的时间来确定支撑件外壁上附着物的累积量，附着物的积累量大时，主、副清理部件同时启动，且驱动电机的输出端延伸段外圆周壁上设有与内螺纹配合的外螺纹，驱动电机反向旋转后内螺纹与外螺纹相配合，使得外套筒内壁上的滑块沿内套筒外壁上的滑槽移动，内套筒则沿其轴向向外移动一段距离，使得两个高压旋喷头Ⅱ与支撑件外壁之间的间距减小，当滑块移动至滑槽的极限位置时，内套筒停止轴向移动且与外套筒保持同步转动，使得高压旋喷头Ⅰ与两个高压旋喷头Ⅱ同时对支撑件外壁进行清理；而当附着物的累积量较小时，驱动电机正向旋转，内套筒保持其初始状态，且只由高压旋喷头Ⅰ对支撑件外壁进行清理工序。通过对高压旋喷头Ⅰ与两个高压旋喷头Ⅱ的合理调控，使得支撑件外壁的清理工序所耗费的成本更低。

在每一个所述行进筒的外壁上均设有吊耳。作为优选，在行进筒的外壁上设置吊耳，使得在清理结构在下放时能够与吊缆快速连接，并且在清理过程中当各驱动部件出现故障而无法正常移动时，通过吊缆与吊耳的配合，能够将清理结构直接从水中拉出。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过定期对浸入海水中的支撑件进行附着物清理，能够有效降低海水对钻孔平台中各类管状或是筒状的支撑件的腐蚀影响，进而提高钻孔平台的支撑稳定性，防止钻孔平台发生重大安全事故；

2、本发明在保证升降单元自主实现升降的同时，位于升降单元的下方的清理组件则通过旋转电机的驱动开始沿两个轨道环构成的圆周轨道进行圆周运动，以方便清理组件对支撑件外圆周壁上的附着物进行快速清理，确保支撑件的使用稳定性，而旋转电机的输出端能够沿顺时针或是逆时针旋转，进而带动支承座以及清理组件进行圆周运动，以实现对支撑件的环向清理；而在两个轨道环形成的圆周轨道上，由两个半圆周的内齿带以及两个半圆周的外齿带构成一个供旋转齿轮移动的轨道，而内齿带设置在内环上，且内环通过连接杆与行进筒连接，以保证构成的轨道的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为行进筒的剖视图；

图3为轨道环的剖视图；

图4为罩体的剖视图；

图5为行进筒的俯视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-支撑件，2-防护壳体，3-吊耳，4-行进筒，5-支撑杆，6-底环，7-卡板，8-连接杆，9-轨道环，10-旋转电机，11-轴承，12-支承座，13-活动板，14-罩体，15-抽排管，16-防水箱体，17-立板，18-挂板，19-矩形孔，20-外套筒，21-推进气缸，22-外齿带，23-内齿带，24-旋转齿轮，25-连接板，26-伸缩气缸，27-柔性密封罩，28-弧形槽，29-橡胶楞条，30-卡环，31-卡紧气缸，32-调节气缸，33-导向槽，34-高压旋喷头Ⅰ，35-高压旋喷头Ⅱ，36-螺杆，37-内套筒，38-滑块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1～5所示，本实施例包括套设在支撑件1外圆周壁上的夹持单元，每一个夹持单元包括均呈半圆形的行进筒4以及轨道环9，轨道环9固定在行进筒4的下端面，且沿轨道环9的周向在其内圆周壁上设有半圆形的凸缘，在凸缘的上端面安装有外齿带22，在行进筒4的下方还设有半圆形的内环，且内环所对应圆的半径小于凸缘所对应圆的半径，在内环上表面上设有内齿带23，在轨道环9的下方设有支承座12，旋转电机10设置在支承座12上，旋转电机10的输出端贯穿凸缘与内环之间的间隙后向上延伸，且在旋转电机10的输出端延伸段末端安装有旋转齿轮24，旋转齿轮24分别与外齿带22、内齿带23配合，且在支承座12下表面设有清理组件，两个所述行进筒4相对的端面通过销柱铰接，且在一个行进筒4的外侧壁上设有防护壳体2，在另一个行进筒4的外侧壁上设有连接板25，在防护壳体2内部设有伸缩气缸26，伸缩气缸26的输出端活动贯穿防护壳体2后与连接板25铰接；沿每一个所述行进筒4的周向在其内圆周壁上开有两个弧形槽28，在弧形槽28的开口端设有柔性密封罩27，弧形槽28内设有两个调节气缸32，在弧形槽28内还设有矩形筒体，两个调节气缸32的输出端分别与矩形筒体上表面、下表面连接，卡紧气缸31固定在矩形筒体内，卡紧气缸31的输出端贯穿柔性密封罩27后向外延伸，且在卡紧气缸31输出端的延伸段上设有弧形的卡环30。

本实施例中设有两个夹紧单元，两个夹紧单元能够将支撑件1的外圆周壁完全包裹，在对支撑件1进行定期清理时，由两个夹紧单元带动整个清理结构沿支撑件1的轴向进行往复运动，且位于支承座12下方的清理组件对附着在支撑件1外圆周壁上的垢物清除；

具体使用时，首先将整个清理结构下放至水面上，由于夹紧单元包括行进筒4以及轨道环9，且行进筒4与轨道环9均呈半圆形，且两个行进筒4通过销柱铰接，使得在两个行进筒4合并后能够构成一个完全包裹支撑件1的封闭环，而两个半圆形的轨道环9同样通过销柱铰接，使得两个轨道环9合并后构成一个完整的供清理组件实现圆周运动的圆环，并且在两个轨道环9的内圆周壁上设有凸缘，在两个行进筒4的底部均设有内环，凸缘上设置外齿带22，内环上设有内齿带23，支承座12上方设有旋转电机10，旋转电机10输出端上的旋转齿轮24分别与内齿带23、外齿带22配合，以方便清理组件对支撑件1的同一段圆周壁进行环向清理，启动伸缩气缸26，通过伸缩气缸26的输出端的伸缩以带动连接板25，进而实现两个行进筒4的张闭；且当两个行进筒4完全套设在支撑件1上后，位于弧形槽28内的卡环30在卡紧气缸31的推动下朝支撑件1靠近直至与支撑件1外壁接触，由于两个行进筒4合并后构成一个升降单元，此时在升降单元中，两个调节气缸32可对卡紧气缸31以及矩形筒体进行升降处理，沿升降单元的轴线呈对称分布的两个卡环30被定义为A、B，而剩余两个沿升降单元的轴线呈对称分布的卡环30被定义为C、D，且在初始状态下，A与B同处于一个水平高度H，则C与D同处于另一个水平高度L，且H＜L，卡环A、B、C、D均抱紧支撑件1，在需要升降单元下降时，卡环A、B所对应的卡紧气缸31输出端向内回缩，然后卡环A、B所对应的两个调节气缸32中，位于矩形筒体上方的调节气缸32输出端向下伸出，使得卡环A、B的水平高度开始下降至其极限位置，然后再有卡环A、B所对应的卡紧气缸31输出端向外伸出，使得卡环A、B重新将支撑件1的外圆周壁夹持，此时分别两个行进筒4内所有的调节气缸32均停止工作，使得升降单元在自身重力的因素下开始下降至其极限位置，然后卡环C、D对应的卡紧气缸31开始启动，推动卡环C、D向支撑件1外壁移动，进而使得卡环C、D重新将支撑件1外壁抱紧，且与卡环C、D对应的调节气缸32启动，确保升降单元保持其水平高度，然后卡环A、B对应的卡紧气缸31重新回缩，且与卡环A、B对应的调节气缸32则全部停止工作，与卡环A、B对应的卡紧气缸31以及矩形筒体自由下移，如此反复操作，使得升降单元开始沿支撑件1的轴线向下进行直线运动；同理，当升降单元需要上移时，与卡环A、B、C、D所述对应的调节气缸32以及卡紧气缸31进行反向控制，即能实现升降单元以及设置在升降单元下方的清理组件的上升。

其中，在保证升降单元自主实现升降的同时，位于升降单元的下方的清理组件则通过旋转电机10的驱动开始沿两个轨道环9构成的圆周轨道进行圆周运动，以方便清理组件对支撑件1外圆周壁上的附着物进行快速清理，确保支撑件1的使用稳定性，而旋转电机10的输出端能够沿顺时针或是逆时针旋转，进而带动支承座12以及清理组件进行圆周运动，以实现对支撑件1的环向清理。进一步地，在两个轨道环9形成的圆周轨道上，由两个半圆周的内齿带23以及两个半圆周的外齿带22构成一个供旋转齿轮24移动的轨道，而内齿带23设置在内环上，且内环通过连接杆8与行进筒4连接，以保证构成的轨道的稳定性。

在本实施例中需要指出的是，初始状态下，卡环A、B、C、D将支撑件1抱紧，而当升降单元下移过程中，在每一个弧形槽28内均设有两个调节气缸32，且两个调节气缸32分别位于矩形筒体的上下方，卡环A、B抱紧支撑件1外壁的同时，卡环C、D的水平位置需要向下调节，且与卡环C、D对应的两个调节气缸32可停止工作，同样也可以启动，且其运行方式为：位于矩形筒体上方的调节气缸32输出端向下伸出，位于矩形筒体下方的调节气缸32输出端向下回缩，进而带动卡环C、D以及卡环C、D所对应的卡紧气缸31下移；通过两个调节气缸32的驱动能够有效避免卡环C、D以及两者所对应的矩形筒体、卡紧气缸31下移速度过快而导致出现损伤，并且保证升降单元的移动平稳性。并且，由于清理结构长时间处于水体中，其各驱动部件以及电子部件均采用高等级的防水处理工序，以确保各部件的正常使用。

作为优选，四个弧形槽28分别位于圆周的四等分点上，即使得四个卡环30中呈对称分布的两个卡环30能够把作用力均匀分布在支撑件1外壁上，以确保行进筒4在支撑件1上夹持稳定性。

实施例2

如图1～3所示，本实施例在实施例1的基础之上，在每一个所述弧形槽28的内壁上开有与支撑件1轴线垂直的导向槽33，所述矩形筒体的端部滑动设置在导向槽33内；在每一个所述卡环30的内圆周壁上设有与之匹配的弧形橡胶楞条29；在每一个所述行进筒4的下端面上设有多个支撑杆5，半圆形的底环6与多个支撑杆5的下端连接，所述轨道环9上端面通过连杆与底环6连接，且在连杆的外壁上设有半圆形的固定环，所述内环通过连接杆8与固定环连接。

本实施例在升降单元进行直线运动期间，弧形槽28内的矩形筒体会进行定期的上升或是下降，而在弧形槽28内壁上开设导向槽33，且矩形筒体的一个端部置于导向槽33内，使得矩形筒体的上升或是下降均被限制在导向槽33内，避免在升降单元进行直线运动过程中两个调节气缸32出现偏离支撑件1轴向的运动，进而降低调节气缸32以及其对应的卡环30出现扭曲或是损伤，延长清理组件的使用寿命。

本实施例为增加卡环30与支撑件1外圆周壁接触时的夹紧力度，在卡环30的内圆周壁上设有弧形的橡胶楞条29，且橡胶楞条29的弧长与卡环30的弧形相同，当卡环30与支撑件1外圆周壁贴合后，橡胶楞条29会产生压缩形变，而在其回复形变时产生的弹力能够将卡环30与支撑件1外圆周壁接触瞬间所产生的冲击力所消除，避免卡环30与支撑件1之间产生硬性碰撞，降低卡环30受损的几率。

进一步地，行进筒4下端面设有多个支撑杆5，利用支撑杆5的轴向长度将清理组件与升降单元之间的间距增加，避免清理组件在清理过程中所产生的碎屑等杂质影响行进筒4的正常移动，并且固定环通过连杆与内环连接，轨道环9通过连杆与底环6连接，以增加清理组件的支撑稳定性。

实施例3

如图1～5所示，本实施例在实施例2的基础之上，所述清理组件包括活动板13、立板17以及挂板18，在立板17的侧壁上固定有推进气缸21，推进气缸21的输出端与支承座12连接，在所述立板17的中部开有通孔，活动板13的一端活动贯穿通孔后向外延伸，活动板13的另一端正对支撑件1，且所述支承座12下表面与活动板13的上表面连接，在活动板13上开有矩形孔19，在推进气缸21的下部设有至少一个支杆，支杆上安装有卡板7，卡板7置于活动板13的上表面且卡板7的宽度大于矩形孔19的宽度，支杆穿过矩形孔19后与挂板18连接，在挂板18下表面上固定有防水箱体16，驱动电机置于防水箱体16内，且在防水箱体16的外壁上设有锥形的罩体14，驱动电机的输出端贯穿罩体14的小直径端后进入至罩体14内部，且在驱动电机的输出端上设有清理头。

清理组件由活动板13、清理头、立板17以及挂板18组成，在初始状态下清理头与支撑件1之间留有间距，且当两个行进筒4完全卡合在支撑件1外壁上后，清理头在驱动电机的带动下开始旋转，以方便清理头对支撑件1外壁上的附着物进行清理；其中，在清理过程中，清理头的转动的频率与升降单元的移动频率保持相同，即在升降单元移动一个位移量时，清理头完成一个圆周的清理工序，而清理头的周向移动由旋转电机10带动支承座12在轨道环9的下放进行，清理头的直线运动则由活动板13、推进气缸21以及挂板18的相互配合来实现，具体实现方式如下：支承座12底面与活动板13连接，而推进气缸21固定在立板17的侧壁上，推进气缸21的输出端与支承座12的侧壁连接，且在活动板13上开有矩形孔19，在推进气缸21的下部设有至少一个支杆，支杆上安装有卡板7，卡板7置于活动板13的上表面且卡板7的宽度大于矩形孔19的宽度，支杆穿过矩形孔19后与挂板18连接，在挂板18下表面上固定有防水箱体16，驱动电机置于防水箱体16内，且在防水箱体16的外壁上设有锥形的罩体14，驱动电机的输出端贯穿罩体14的小直径端后进入至罩体14内部，且清理头固定在驱动电机的输出端上，启动推进气缸21，推进气缸21的输出端回缩，进而带动立板17朝靠近支撑件1外壁的方向移动，与此同时，推进气缸21底部的支杆通过矩形通孔与挂板18连接，而挂板18下表面与防水箱体16连接，且在卡板7的限位作用下，挂板18只能沿水平方向朝靠近支撑件1的方向移动，同时驱动电机与罩体14一并朝支撑件1靠近，通过清理头的高速旋转，由清理头上喷出的气流则对附着物进行有序的清理。

本实施例中，清理组件的清理头包括外套筒20以及内套筒37，所述外套筒20一端封闭且另一端开放，驱动电机输出端贯穿外套筒20的封闭端后延伸至外套筒20的开放端处，且在驱动电机输出端的延伸段端部上安装有高压旋喷头Ⅰ34，内套筒37置于外套筒20内，且内套筒37的内圆周壁上设有内螺纹，在驱动气缸的输出端延伸段外圆周壁上设有与内螺纹配合的外螺纹，且沿内套筒37的轴向在其外圆周壁上开有两个滑槽，在外套筒20的内圆周壁上设有与滑槽配合的滑块38，且在内套筒37的外侧端面上设有两个高压旋喷头Ⅱ35，所述高压旋喷头Ⅰ34的最大直径小于所述内套筒37的内径。清理头直接与支撑件1外壁靠近，本技术方案中采用高压气体喷射的方式对支撑件1外壁进行清理，即由高压旋喷头Ⅰ34与两个高压旋喷头Ⅱ35构成，初始状态下两个高压旋喷头Ⅱ35距支撑件1外壁的距离大于高压旋喷头Ⅰ34距支撑件1外壁的距离，清理过程中，高压旋喷头Ⅰ34为主清理部件，两个高压旋喷头Ⅱ35为副清理部件，高压旋喷头Ⅰ34与两个高压旋喷头Ⅱ35分开控制，既能同时启用，也能够单独使用，即根据支撑件1浸入水域中的时间来确定支撑件1外壁上附着物的累积量，附着物的积累量大时，主、副清理部件同时启动，且驱动电机的输出端延伸段外圆周壁上设有与内螺纹配合的外螺纹，驱动电机反向旋转后内螺纹与外螺纹相配合，使得外套筒20内壁上的滑块38沿内套筒37外壁上的滑槽移动，内套筒37则沿其轴向向外移动一段距离，使得两个高压旋喷头Ⅱ35与支撑件1外壁之间的间距减小，当滑块38移动至滑槽的极限位置时，内套筒37停止轴向移动且与外套筒20保持同步转动，使得高压旋喷头Ⅰ34与两个高压旋喷头Ⅱ35同时对支撑件1外壁进行清理；而当附着物的累积量较小时，驱动电机正向旋转，内套筒37保持其初始状态，且只由高压旋喷头Ⅰ34对支撑件1外壁进行清理工序。通过对高压旋喷头Ⅰ34与两个高压旋喷头Ⅱ35的合理调控，使得支撑件1外壁的清理工序所耗费的成本更低。

实际使用过程中，根据支撑件1的具体外径，特别是当支撑件1的外径较小时，轨道环9以及行进筒4的半径固定，此时罩体14与支撑件1外壁之间的间距增大，可在驱动电机输出端延伸段上设置与内螺纹配合的螺杆36，且高压旋喷头Ⅰ34固定在螺杆36的外侧端面上，以确保推进气缸21的输出端能够带动高压旋喷头Ⅰ34移动至其标准的清理位置；而在罩体14的小直径端上固定有轴承11，驱动电机输出端延伸段与轴承11间隙配合，以增加高压旋喷头Ⅰ34载高速旋转时的稳定性。

实施例4

如图1所示，本实施例在所述罩体14的侧壁上设有与罩体14内部连通的抽排管15。清理头将支撑件1外壁上的附着物清理后，大量的附着物碎屑会在罩体14内停留，容易降低清理头的清理效率，因此，申请人在罩体14的侧壁上设有抽排管15，抽排管15的末端设有泵机，使得清理头在周向旋转清理的同时，将附着物碎屑快速收集外排。

作为优选，在行进筒4的外壁上设置吊耳3，使得在清理结构在下放时能够与吊缆快速连接，并且在清理过程中当各驱动部件出现故障而无法正常移动时，通过吊缆与吊耳3的配合，能够将清理结构直接从水中拉出。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置，其特征在于：包括套设在支撑件(1)外圆周壁上的夹持单元，每一个夹持单元包括均呈半圆形的行进筒(4)以及轨道环(9)，轨道环(9)固定在行进筒(4)的下端面，且沿轨道环(9)的周向在其内圆周壁上设有半圆形的凸缘，在凸缘的上端面安装有外齿带(22)，在行进筒(4)的下方还设有半圆形的内环，且内环所对应圆的半径小于凸缘所对应圆的半径，在内环上表面上设有内齿带(23)，在轨道环(9)的下方设有支承座(12)，旋转电机(10)设置在支承座(12)上，旋转电机(10)的输出端贯穿凸缘与内环之间的间隙后向上延伸，且在旋转电机(10)的输出端延伸段末端安装有旋转齿轮(24)，旋转齿轮(24)分别与外齿带(22)、内齿带(23)配合，且在支承座(12)下表面设有清理组件，两个所述行进筒(4)相对的端面通过销柱铰接，且在一个行进筒(4)的外侧壁上设有防护壳体(2)，在另一个行进筒(4)的外侧壁上设有连接板(25)，在防护壳体(2)内部设有伸缩气缸(26)，伸缩气缸(26)的输出端活动贯穿防护壳体(2)后与连接板(25)铰接；沿每一个所述行进筒(4)的周向在其内圆周壁上开有两个弧形槽(28)，在弧形槽(28)的开口端设有柔性密封罩(27)，弧形槽(28)内设有两个调节气缸(32)，在弧形槽(28)内还设有矩形筒体，两个调节气缸(32)的输出端分别与矩形筒体上表面、下表面连接，卡紧气缸(31)固定在矩形筒体内，卡紧气缸(31)的输出端贯穿柔性密封罩(27)后向外延伸，且在卡紧气缸(31)输出端的延伸段上设有弧形的卡环(30)。

2.根据权利要求1所述的用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置，其特征在于：两个所述行进筒(4)合并构成一个完整的圆，且每一个所述弧形槽(28)位于圆的四等分点上。

3.根据权利要求1所述的用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置，其特征在于：在每一个所述弧形槽(28)的内壁上开有与支撑件(1)轴线垂直的导向槽(33)，所述矩形筒体的端部滑动设置在导向槽(33)内。

4.根据权利要求1所述的用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置，其特征在于：在每一个所述卡环(30)的内圆周壁上设有与之匹配的弧形橡胶楞条(29)。

5.根据权利要求1所述的用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置，其特征在于：在每一个所述行进筒(4)的下端面上设有多个支撑杆(5)，半圆形的底环(6)与多个支撑杆(5)的下端连接，所述轨道环(9)上端面通过连杆与底环(6)连接，且在连杆的外壁上设有半圆形的固定环，所述内环通过连接杆(8)与固定环连接。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置，其特征在于：所述清理组件包括活动板(13)、立板(17)以及挂板(18)，在立板(17)的侧壁上固定有推进气缸(7)，推进气缸(7)的输出端与支承座(12)连接，在所述立板(17)的中部开有通孔，活动板(13)的一端活动贯穿通孔后向外延伸，活动板(13)的另一端正对支撑件(1)，且所述支承座(12)下表面与活动板(13)的上表面连接，在活动板(13)上开有矩形孔(19)，在推进气缸(7)的下部设有至少一个支杆，支杆上安装有卡板(20)，卡板(20)置于活动板(13)的上表面且卡板(20)的宽度大于矩形孔(19)的宽度，支杆穿过矩形孔(19)后与挂板(18)连接，在挂板(18)下表面上固定有防水箱体(16)，驱动电机置于防水箱体(16)内，且在防水箱体(16)的外壁上设有锥形的罩体(14)，驱动电机的输出端贯穿罩体(14)的小直径端后进入至罩体(14)内部，且在驱动电机的输出端上设有清理头。

7.根据权利要求6所述的用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置，其特征在于：在所述罩体(14)的侧壁上设有与罩体(14)内部连通的抽排管(15)。

8.根据权利要求6所述的用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置，其特征在于：所述清理头包括外套筒(21)以及内套筒(37)，所述外套筒(21)一端封闭且另一端开放，驱动电机输出端贯穿外套筒(21)的封闭端后延伸至外套筒(21)的开放端处，且在驱动电机输出端的延伸段端部上安装有高压旋喷头Ⅰ(34)，内套筒(37)置于外套筒(21)内，且内套筒(37)的内圆周壁上设有内螺纹，在驱动气缸的输出端延伸段外圆周壁上设有与内螺纹配合的外螺纹，且沿内套筒(37)的轴向在其外圆周壁上开有两个滑槽，在外套筒(21)的内圆周壁上设有与滑槽配合的滑块(38)，且在内套筒(37)的外侧端面上设有两个高压旋喷头Ⅱ(35)，所述高压旋喷头Ⅰ(34)的最大直径小于所述内套筒(37)的内径。

9.根据权利要求1所述的用于水上钻孔平台柱状支撑件的清理装置，其特征在于：在每一个所述行进筒(4)的外壁上均设有吊耳(3)。