[发明专利]可更换元件的滚子轴承组件

说明书

一种用于轴承组件的原位修复的结构，轴承组件使船舶能围绕转台的纵轴线旋转地联接到转台。内圈组件联接到转台，而外圈组件联接到船舶。连接在内圈组件与外圈组件之间的支撑排组件允许外圈组件相对于内圈组件旋转，并将转台的重量沿轴向传递到船舶。径向排组件和定中心器布置在内圈组件与外圈组件之间。径向排组件正常情况下将径向载荷从船舶传递到转台，并且定中心器与外圈组件具有径向间隙。在径向排组件或支撑排组件的原位修复期间，定中心器将径向载荷从船舶传递到转台并保持外圈组件与内圈组件基本同心。

相关申请的交叉引用

不适用

技术领域

本发明涉及一种用于例如海上钻井或采油船舶等船舶的转台轴承结构和组件，更具体地涉及一种包括可以原位执行的轴承修复方法的转台轴承结构和组件。

背景技术

船舶系泊系统在本领域中是已知的，其中，船舶可围绕系泊在海床上的转台随风向改变方位。利用放置在转台与船舶之间的转台轴承结构和组件支撑船舶相对于转台旋转。水平和竖直轴承在转台与船舶之间传递水平和竖直载荷。

转台可以是内部转台或外部转台。内部转台延伸穿过月池或圆柱形开口，月池或圆柱形开口延伸穿过船舶的船体。外部转台设置在船舶的船体外部，并被合适的连接构件固定到船首或船尾。

受让给Lindblade等人的美国专利No.8,671,864公开了一种内部转台系统。美国专利No.8,671,864的图1公开了一种船舶的船首，该船首具有延伸穿过船舶船体的月池。转台安装在月池中，船舶围绕转台随风向改变方位。月池通常具有圆形横截面，并且转台通常具有圆柱形状以配合到月池中。锚腿连接到转台，并被合适的锚固定到海床，以限制转台的旋转。立管从海底井口或海底上的配送设施延伸出来，并连接到转台。歧管台被支撑在转台的上端，并包括与立管连接的阀门。旋转堆叠部从转台和歧管台向上延伸，并允许流体从转台被输送到船舶。转台被转台轴承组件支撑在船舶上。

通常使用的一种类型的转台轴承组件是如Boatman拥有的美国专利No.5,893,784中所示和所述的一体式三排滚子轴承组件。三排滚子轴承组件包括围绕转台径向对准且用于支撑转台重量的圆形阵列的支撑滚子(在本文中被称为轴承的支撑排)。任意提升转台的力都受到第二组径向对准的滚子(在本文中被称为轴承的提升排)抵抗。围绕转台同轴对准的第三组滚子(在本文中被称为轴承的径向排)用于在船舶与转台之间传递径向载荷。三排滚子轴承组件的三个轴承排优选地被润滑且被密封件密封在共用容积部内，以提供对元件的保护并防止腐蚀。一体式三排滚子轴承组件是一种精确组件，该精确组件为了适当的载荷分布而需要高度的平整度，并且在一定程度上不能容忍扭曲和偏转(这会在选定的滚子上产生高的点负载应力)。

转台系统中的三排滚子轴承的可靠性非常好；然而，当这些轴承存在问题时，缓解措施可能非常昂贵并且会中断生产。在转台应用中三排滚子轴承的预先使用通常不能提供更换轴承中的滚动元件的能力，除非进行非常昂贵的过程，即将单元从停泊站送到造船厂并通过反转安装来移除轴承组件。滚动元件限定为滚子、滚子保持架或间隔件以及座圈(race)的供滚子在上面滚动的耐摩擦表面。轴承问题很可能是在这些滚动元件部件的界面处引发的，这是因为会在该界面处发生大的应力和磨损。

在现有技术中，用于转台系统的三排滚子轴承不能被原位更换，并且如果发生轴承问题则会对系统造成重大风险。当存在对可更换轴承的需求时，通常使用例如车轮轴承和轨道轴承或负重轮(bogey wheel)轴承等其他技术。这些车轮轴承、轨道轴承和负重轮轴承存在一些限制，这些限制可能使它们比用于某些转台系统的三排滚子轴承更不令人满意。

更优选的技术方案是原位(即，在被系泊的转台的位置处)更换损坏的三排滚子轴承。原位更换滚动元件的一个重要问题是：在轴承的拆卸和重新组装期间保持径向轴承内座圈在外座圈内居中，并且在径向滚子被移除时对径向载荷作出反应。