一种自升式钻井平台升降基础合拢安装方案.pdf

2 0 1 5年第 4 4卷 第 l 2 期 第 8 2页 石 油矿 场机 械 OI L F I EL D EQUI PME NT 文 章 编 号 1 0 01 - 3 48 2 20 1 5 1 2- 00 8 2 0 4 一 种 自升式钻井平台升降基础合拢安装方案 魏鹏 ， 周 莹 ， 张辉 ， 杜 渊 ， 景方刚 宝鸡 石油机械有限责任公司 ， 陕西 宝鸡 7 2 1 0 0 2 摘 要 自升 式钻 井平 台升降 系统是 海 洋平 台的 关键 部 分 ， 同时 亦是 海 洋平 台设计 制造 的难 点 。在 平 台的 制造和使 用 中历 来 受到 高度 重视 ， 其性 能 的优 劣直接 影响 到平 台的 安全性 能 、 使 用性能及 经 济 性 。升降基础承载着升 降系统和锁紧装置 2个重要的设备 ， 并为桩腿升降提供导向， 起连接桩腿和 主船 体 的作 用 ， 是 把平 台各 种载 荷 传递 给 桩腿 的唯 一 路 径 。对 DS J 3 O O型 自升 式钻 井平 台升 降基 础 的合拢 工 艺流程进 行 分析和 总 结 ， 为相 关制 造企 业在 海 洋工程 大型 结构 建造过 程 中起 指 导作 用 。 关键 词 自升式 钻 井平 台 ； 升 降基 础 ； 安装 中图分类 号 TE 9 5 1 文献 标识 码 B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 4 8 2 ． 2 0 1 5 ． 1 2 ． 0 2 2 Ap p l i c a t i o n Pr o p o s a l o f I n s t a l l i n g a n d As s e mb l i n g o n J a c k - c a s e Fo u n d a t i o n f o r J a c k u p Dr i l l i n g Un i t W EI Pe n g ， Z HOU Yi n g， ZHANG Hu i ， DU Yu a n， J I NG F a n g g a n g Ba o j i Oi l fi e l d Ma c h i n e r y Co ． ， L t d． ， Ba o j i 7 2 1 0 0 2， Ch i n a Ab s t r a c t J a c k c a s e s y s t e m i s a k e y p a r t o f j a c k u p d r i l l i n g u n i t h e r e i n a f t e r r e f e r r e d a s t h e Un i t ． M e a n whi l e i t i s a l s o a d i f f i c ul t y pa r t f o r t he f a b r i c a t i o n a n d de s i g n i n t he U n i t I t ha s b e e n a t t a c he d g r e a t i m p or t a nc e i n m a n uf a c t ur i ng a nd o pe r a t i n g o f t he U n i t ． I t s qu a l i t y d i r e c t l y a f f e c t s t he s e c u r i t y ， o p e r a t i o n a n d e c o n o mi c p e r f o r ma n c e ． J a c k c a s e F o u n d a t i o n i s i n s t a l l e d j a c k i n g s y s t e m a n d f i x a t i o n s y s t e m ， wh i c h a r e s i g n i f i c a n t e q u i p me n t s i n t h e Un i t ． J a c k - c a s e f o u n d a t i o n g u i d e s a l e g u p a n d d o wn， a n d c o n n e c t s t h e h u l l a n d l e g s t o t o g e t h e r ． Th e r e i s o n l y o n e p a t h t o t r a n s f e r l o a d f r o m h u l l t o l e g s t h r o u g h t h e f o u n d a t i o n ． Th e wa y h o w t o a s s e mb l e J a c k c a s e f o u n d a t i o n s t o t h e h u l l o n DS J J 0 0 j a c k u p d r i l l i n g u n i t i s i n t r o d u c e d a n d a n a l y z e d i n t h i s p a p e r t o s h a r e r e l e v a n t kn o wl e dg e ． I t a l s o ma y di r e c t s o me ma nu f a c t u r e r s t o f a b r i c a t e l a r g e s t e e 1 s t r u c t u r e i n o f f s h o r e e n g i n e e r i n g ． Ke y wo r d s j a c k u p d r i l l i n g u n i t ； j a c k c a s e ； i n s t a l l a t i o n 白升式钻井平台升降基础承载着升降系统和锁 紧装置 2 个重要 的设备 ， 升降基础 为桩腿升降提供 导向， 起到连接桩腿和主船体的作用， 是把平台各种 载荷传递给桩腿的唯一路径 。更重要的是钻井平台 在 海上升 降 时 ， 升 降基 础为 桩 腿 升 降 提供 导 向和 传 递载荷的作用 ， 是保证平 台安全平稳升降的关键结 构。在建造过程中， 升 降基础与船体合拢 的精度控 制技术是保证船体 升降平稳 和安全造船 的关 键技 术。D s J 3 0 0型钻井平 台升降基础分为升降和锁紧 2个基础 ， 整个平 台的升降和锁紧基础分别有 9个 ， 每个升降结构 、 锁紧结构形式相 同。升降和锁 紧基 础结构的制作与安装 是该平 台建造的难点和关键 ， 在建造过程中要对建造程序 、 网络线设置、 完工检测、 合拢定 位等方 面做出严格规定 ， 以确保 该结 构的制 作 和安装质量 ， 同时也需施工单位按照规定严格执行。 D S J 3 0 0型钻 井 平 台单 个升 降基 础 的外 形 尺 寸 为 1 3 0 0 0 mm x 4 7 3 0 mm 1 2 7 0 mm， 质 量 约 为 5 4 t ， 如 图 1所示 。 收 稿 日期 2 0 1 5 一 O 6 2 5 作者简介 魏鹏 1 9 8 4 一 ， 男 ， 工程师 ， 现从事海洋石油平台项 目管理工作 ， E - ma i l w p b o mc o 1 6 3 ． c o m。 第 4 4卷第 1 2期 魏鹏 ， 等 一种 自升式钻井平 台升 降基础合 拢安装方案 8 3 图 1 升降基础结构 1总体安装方 案 桩靴 中心点是钻井平台船体结构重要的基准点 和控制点 ， 从船体在船坞地面划底样线开始 、 桩靴就 位、 围井分段合拢、 桩腿合拢、 升降基础合拢都要用 桩靴中心点作为基准点和控制点 。一般升降基础的 合拢有 2种方案， 一是直接 以桩靴为基准合拢升降 基础 ， 待基础合拢完成后再将桩腿从升降基础 的顶 部 通 过爬 升齿 轮插 入 与 桩 靴 合拢 ； 二 是 先 安装 第 1 段桩腿 ， 待桩腿与桩靴找正 、 焊接结束并封固后 ， 再 进行升降 、 锁紧基础的安装 。吊装升降基础 时应特 别小心 ， 因为升降设备 已经安装 ， 稍有不慎 ， 在爬升 齿轮插入桩腿齿条 时， 易造成设备损伤 。在安装此 结构时， 需要对围阱结构进行临时开幅， 以便于升降 锁紧基 础 的合拢 。本文讨 论第 2 种 方 案 。 2桩腿与基础合拢前准备 工作 1 桩腿围阱分段装焊结束 。 2 在 围阱分 段 和桩靴 及地 面上 做 出的合 拢基 准线 及基 准 点验 收合格 。 3 所 有划线 要 反到 主 甲板 上 ， 标记 清 晰可见 。 4 升降基础齿轮轴套及 内孔机加工完毕 ； 锁 紧基础上的导向板、 耐磨板安装结束 。 5 升降齿轮、 锁紧装置在总组段上安装结束 。 6 合拢定位及找正所用工具准备齐全 。 7 桩 腿封 固 工装准备 结 束 。 8 主 甲板 、 围 阱壁 、 各 层 平 台切 割 余 量 工 作 结 束 。 9 主甲板上大型构件、 设备焊接定位结束 。 1 0 主船体火工矫正结束 。 1 1 照 明灯具 、 通风 设施 、 工装 材 料准 备到 位 。 1 2 吊运 索具 准备 到位 。 1 3 气割 、 电焊工具 准 备到 位 。 一 1 4 总组 分段 吊耳 装焊 结束 。 1 5 合 拢 后 总 组段 中心 线 、 腰 线修 正 ， 并 在 基 础 上下 中心线 、 腰线 位置 贴上 标尺 便于 将来 测量 。 1 6 围阱内影响桩腿合拢的杂物清除。 1 7 在升降锁紧基础上划出偏移线并做出标记。 3合拢工艺顺序 3 ． 1围阱 划线 制作 9个工装平台 每个围阱 3个 搭设在主甲 板 3个 桩腿 齿条位 置 ， 焊接 牢 固 ， 如 图 2 a 。 采 用 吊线锤方 法将 3 个 齿条 中心 点 引到 3 个 平 台上 ， 做出标记； 测量 3点间距边长 l o 0 0 0 mm。利 用激光经纬仪划出 3条 1 2 0 。 线 ， 将经纬仪设置在工 装架上 ， 与齿条中点对正 ， 用转角方法划 出 1 2 0 。 线， 基础前方 3线交到桩靴顶盖板 中点 ， 后方将 1 2 0 。 线 延长 ， 便 于测量 。 从齿条 中线点测量划出基础腰线点 、 辅助检验 线点 ， 利用经纬仪划 出腰线、 检验线延长线并打出标 记 ； 并 将每层 平 台、 底 板都要划 出 1 2 0 。 线 、 基础 腰 线、 在主甲板上划出中心线的偏移线 ， 如图 2 b 。 a 焊接工装 b划 线 图 2围阱划线 石 油矿 场机 械 2 0 1 5年 1 2月 3 ． 2桩靴 的封 固 将桩 靴与 主船体 用 工装进行 加 固连接 。 3 ． 3划线校 验 按图 2中的尺寸在主甲板、 平台上划 出基础位 置 尺寸 ， 并进行 校验 。 3 ． 4 加工 余量 主甲板、 平台上基础位置尺寸切割 ， 去除余量 。 3 ． 5 吊装第一节桩腿 采用大型起重设备将第 1节桩腿分段 吊进 围阱 与桩靴进行合拢 ， 定位时使齿条中心与地样齿条 中心 对 正 ， 利 用油顶 调 整桩 腿水 平 ， 保 证第 1齿 中心 水平 度 ， 并测量桩腿垂直度， 与桩靴 1 2 0 。 板合拢并定位焊。 3 ． 6 桩腿 封 固和焊 接 利用斜 支撑 工 装 对 第 1节 桩 腿 进行 加 固 ； 根 据 WP S进行焊接 ， 并注意 焊前预热与焊 后保 温 ， 如图 3 。 b封 固 图 3 桩腿 封固和焊接 3 ． 7 吊装升 降基础 吊装 时 尽量 不碰 撞 桩 腿 ， 调 整 升 降基 础 齿 轮与 桩腿齿条啮合情况 ， 向下滑落 。升降锁 紧装置的安 装精度控制也必须结合桩腿分段 制作 的垂直度 、 齿 条拱度等的精度要求 ， 两方 面相关联 ， 需 密切跟踪 协调 。 3 ． 8 升 降基础 定位 前后方 向的定位根据腰线进行 ， 左右方 向的定 位 根据 甲板 1 2 0 。 中心 线 及偏 移 线 进 行 ， 高度 方 向根 据基准线进行 ， 合格后进行定位焊。 根 据焊 接 变形 情 况 ， 定 位 时基 础 加放 焊 接 收缩 量 基础底部定位时腰线向围阱外侧加 2 I I t m， 基础 顶部 腰线 向围 阱外侧 加 4 mit t- 。 3 ． 9焊 前的 检测 3 个 升 降基 础 顶 盖腰 线 中心 测 量 尺 寸 误 差 为 2 mm。 3 ． 1 0安装 临时 加强及 拉 紧结构 在基础左右 、 后方用槽钢与主甲板焊接作为临 时加强 ， 控制焊接变形 。 3 ． 1 l 基础合 拢焊 接 根 据 W P S进 行 焊 接 ， 并 注 意 焊 前 预 热 与 焊 后 保温。焊接过程中边焊边进行精度监控测量 以便调 整 ， 保证 中心、 腰线、 水平度精度。采用双数焊工对 称施焊 ， 控制变形 ， 焊接过程 中每隔 1 h进行 精度 监控 。 3 ． 1 2 桩 腿和桩 靴 的调整 根据升 降基础定位情况， 采用 三维定位调整机 微调桩靴、 桩腿与升降基础配合尺寸。 DS J 3 0 0型钻井平 台升 降基础 合拢示例如 图 4 所示 。 a 划线校验 。 b焊接与封 固 图 4 D S J 3 0 0型钻井平台升降基础合拢示例 2 0 1 5年 第 4 4卷 第 1 2 期 第 8 5页 石油矿 场机 械 OI L FI E LD E QU1 PME NT 文 章 编 号 1 O 0 1 - 3 4 8 2 2 O 1 5 1 2 - 0 0 8 5 0 3 奔驰双机双泵水泥固井车可靠性影响因素及改进措施 廖大 林 ， 王献辉 ， 王凤英 ， 李要 民 ， 陈欣 ， 李满江 ， 张卫平s ， 王希 军 1 ． 河南 信宇石油机械制造股份有限公司 ， 河南 濮 阳 4 5 7 0 0 6 ； 2 ． 川庆钻探长庆钻井总公 司， 西安 7 1 0 0 1 8 ； 3 ． 西部钻探准东钻井公 司， 新疆 阜康 8 3 1 5 1 1 ； 4 ． 渤海钻探工程有 限公 司 装备处 ， 天津 3 0 0 4 5 7 摘要 针对奔驰双机双泵水泥固井车使 用中存在的问题 ， 分析 了影响 因素， 提 出了改造方案 。通过 设计和改进 ， 克服 了该车存在 的缺陷， 恢复了使用性能。现场应用表 明， 该车完全满足 实际生产 需 求， 大幅提 高了可靠性 ， 对油田在用的特种车辆 、 工程机械的改造维护提供参考。 关键词 水泥 固井车； 可靠性 ； 影响因素； 改进 中 图分类 号 TE 9 2 5 ． 2 文献 标识 码 B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 4 8 2 ． 2 0 1 5 ． 1 2 ． 0 2 3 十*” 十一 ”” 十””n ” ” 4要点分析 自升式钻井平台升降基础的合拢安装是平台建 造的重点和难点 ， 其工作要点如下 1 升降基础为平台大 型设备 ， 合拢 时要指定 专门的安全预案 ， 要具备 良好的安全设施 ， 可靠的吊 装设备 ， 避免磕碰和坠落事件的发生。 2 合拢前 的准备与检查 十分重要， 影响升降 锁紧基础焊后变形 的船体大 型结 构要提前 焊接完 成 。船 体整 体水 平要 提前 检验 通过 。 3 合 拢前 的划 线 工作 要 求 准 确 ， 工 艺 文 件 要 齐全 ， 现场 检查 要 细致 。合拢 划线 非 常重要 ， 要严 格 按照 图纸 进行划 线 ， 划线 范 围 内不 能有 遮挡 物 ， 要有 样 冲眼 ， 不能轻 易 被抹掉 。 5 升 降基础 上 的基 准 ， 侧 面垂 直腰 线 、 水 平腰 线 、 前后正面中心线 、 要预制准 ， 标记清晰。以备合 拢时使用方便 。 6 清理一切影响合拢工作 的设施 、 按照划线 切割加工余量、 完成开辐工作。 7 基 础 的合 拢 会 形 成 密 闭舱 室 ， 在 焊 接 、 检 查 、 监测等过程 中、 要按照舱室作 业的要求保证 通 风 、 照 明 良好 的前提 下进行 工作 。 8 每个 围阱 的 3个 基 础 定 位 完 毕后 ， 对 3个 基 础进 行 尺寸检 测 ， 每 个 基 础 相对 其 它 误 差 不 能过 大 ， 焊 接在 检测 完毕后 进 行 。 9 预 留焊 接 收缩量 ， 保证 焊后 尺寸 。 1 0 标 记 焊缝 焊接 次序 ， 减少 焊接变 形 。 1 1 在焊接过程 中， 加强尺寸监测工作 ， 根据 焊接变形的具体情况调节焊接方案 ， 保证焊后的关 键 尺寸 不超 差 。 1 2 焊 接 过 程 要 严 格遵 守 WP S ， 并 注意 焊 前 预 热与 焊后 保温 ， 焊 接 质 量 的 好坏 会 直 接 影 响 到平 台 的升 降情 况 ， 这一 点 对 于 自升 式钻 井 平 台的建 造 至关 重要 。 参考文献 [ 1 ] 彭洪军 ， 吴建 ， 刘 阳． 海上 自升式平 台电动 升降装 置的 研究 E J ] ． 东 北电力大学学报 ， 2 0 0 7 ， 4 5 7 9 8 3 ． E 2 ] 蒙占彬 ， 曹宇光 ， 张 士华． 自升式平 台齿 轮齿条 升降 系 统结构设计 [ J ] ． 机械设计与制造 ， 2 0 1 3 ， 1 1 3 3 3 3 5 ． E 3 ] 徐 晓平 ， 付鹏 ， 羊字军 ， 等． 自升式钻井平台升降系统安 装 精度控制E J G ． 钢结构 ， 2 0 1 2 4 3 8 9 3 9 2 ． E 4 7 王刚 ， 孟祥伟 ， 彭曼 ， 等． 自升式平台支撑升降系统结 构 设计与分析E J ] ． 机械设计 ， 2 0 1 1 ， 7 5 4 2 4 6 ． [ 5 ] 中国船级社． 钢 质海船 入级 规范E s ] ． 2 0 1 2 ． E 6 3 中国船级社． 海上移动平台入级与建造规范E s 9 ． 2 0 0 5 ． 收稿日期 2 o i 5 6 ％ 作者简介 廖 大林 1 9 5 1 一 ， 男 ， 江苏 盐城 人 ， 教 授级 高级 工程 师 ， 主要从 事石 油装 备技术研 究 ， E - ma i l i i a o d a l i n 2 6 s i n a ．