一种自升式钻井平台升降基础合拢安装方案

2015-08-04景方刚宝鸡石油机械有限责任公司陕西宝鸡721002

石油矿场机械 2015年12期

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721002）

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721002）

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DSJ300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。

自升式钻井平台；升降基础；安装

自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。DSJ300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。

DSJ300型钻井平台单个升降基础的外形尺寸为13000mm×4730mm×1270mm，质量约为54t，如图1所示。

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。

10）主船体火工矫正结束。

11）照明灯具、通风设施、工装材料准备到位。

12）吊运索具准备到位。

13）气割、电焊工具准备到位。

14）总组分段吊耳装焊结束。

15）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。

16）围阱内影响桩腿合拢的杂物清除。

17）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2a。

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10000mm。利用激光经纬仪划出3条120°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120°线，基础前方3线交到桩靴顶盖板中点，后方将120°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120°线、基础腰线、在主甲板上划出中心线的偏移线，如图2b。

图2　围阱划线

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120°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WPS进行焊接，并注意焊前预热与焊后保温，如图3。

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120°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2mm，基础顶部腰线向围阱外侧加4mm。

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±2mm。

3.10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。

3.11基础合拢焊接

根据WPS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。

3.12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。

DSJ300型钻井平台升降基础合拢示例如图4所示。

Application Proposal of Installing and Assembling on Jack-case Foundation for Jack-up Drilling Unit

WEI Peng，ZHOU Ying，ZHANG Hui，DU Yuan，JING Fanggang
（Baoji Oilfield Machinery Co．，Ltd．，Baoji 721002，China）

Jack-case system is a key part of jack-up drilling unit（hereinafter referred as the Unit）. Meanwhile it is also a difficulty part for the fabrication and design in the Unit.It has been atta-ched great importance in manufacturing and operating of the Unit.Its quality directly affects the security，operation and economic performance.Jack-case Foundation is installed jacking system and fixation system，which are significant equipments in the Unit.Jack-case foundation guides a leg up and down，and connects the hull and legs to together.There is only one path to transfer load from hull to legs through the foundation.The way how to assemble Jack-case foundations to the hull on DSJ300 jack-up drilling unit is introduced and analyzed in this paper to share relevant knowledge.It also may direct some manufacturers to fabricate large steel structure in offshore engineering.

jack-up drilling unit；jack-case；installation