浅谈自升式海洋钻井平台桁架式桩腿建造及检验流程

罗海友

摘要：桩腿是自升式平台的核心部件之一，其对材料及焊接要求较高，本文简要了介绍自生式平台桁架式桩腿的建造及检验流程

关键词：自升式；钻井平台；桁架式桩腿；齿条板

一、引言

从1953年美国建成第一座自升式平台开始，这种对水深的适应性强，工作稳定，性良好的钻井平台得到了快速的发展。08年以前，自升式钻井平台的设计建造基本被美国及新加坡垄断，08年后，我国的部分大型船厂从海外引进了大量的专业人才，并通過新老帮带培养后备力量，已取得了一定的成就。目前我国在海洋平台设计建造方面已有了一定的竞争力。

二、自升式钻井平台及其桩腿

海上钻井平台主要有两种，一种是自升式，一种是半潜式；其中自升式平台主要用于浅海油气资源的勘探和开发；平台内大量的设备，以及救生系统和生活设施，都是海上油气勘探开发不可或缺的设备设施。

平台体、桩腿和升降系统构成了自升式钻井平台，以至于平台体能够随着桩腿进行上下调节。运行时桩腿下降插进海底，随后平台体缓慢升高到离海面有一定高度安全的位置处，并且预压桩腿，以确保平台即使遇到恶劣的天气时桩腿也不会下陷。当钻井工作完成后平台就会下降到海平面上，并且将整个桩腿提起，使整个平台飘在海面上，然后拖轮将其拉到新的位置上。

三、桩腿结构形式及数量

自升式钻井平台的桩腿一般有两种，一种是筒形（如我国的渤海一号）；另一种是桁架式的（比如，F&G的SUPERM2系列）；其中桁架式桩腿结构形式又分为三角形和方形两种；一般自升式钻井平台桩腿有三腿，四腿和六腿三种，目前比较常用的是三腿桁架式结构。

四、建造环境

桩腿的制造要点在于焊接技术和尺寸精确握控。工作环境在很大程度上影响了桩腿的制造。为提高其制造的优良性，要设置不同类型的制造地，在条件允许的情况下，可采用封闭式或半封闭式的制造场地，毕竟室内工作能更好的满足桩腿制造要求的环境条件，也能够尽量避免部分材料焊接时受到外界的左右。除此之外，在开工前，要仔细的检测和观测生产车间内的环境，安装桩腿制造时要求的地区面积和分配情况等配套设施，然后再科学的制定规划。

五、材料选择及验收

（一）齿条板

齿条是自升式平台最重要的构件之一，它承受着整个平台运动时产生的载荷。齿条一般采用的是特厚超高强钢，钢材的厚度普遍是在127～178mm之间，比如JU2000系列所采用的齿条厚度达到178mm，材质普遍采用ASTMA517Q，屈服强度达到521Mpa。我国许多齿条都是从国外的部分厂商购进的，部分齿条板以及主弦管是整体供货的。齿条的长短可以根据船厂以及齿条生产厂家能力确定，原则是尽量减少后期的工作量。

（二）齿条板验收

证书检验：假若是进口的齿条板，供货商会给予相应的证件。证书上有船级社认可的材料证明，以及各种相关的检验报告等。

外观检验：对于成型好的齿条板及弦管构件，进行进货检验外观检查。针对表面的麻坑，飞溅，弦管焊缝的气孔，夹渣，未融合等明显表面质量缺陷进行检查。检查需船厂，船级社，船东，及供货方共同参与。发现问题需按照工艺要求进行返修处理。

探伤检验：对于已经有NDT合格报告的材料，船厂可进行针对性抽检，对齿条与弦管处的焊缝进行探伤抽查。

精度检验：按照尺寸精度控制公差要求，仔细检查来料。

（三）结构管件

结构管件作为桁架式桩腿的主体钢结构部分，主要包括主弦管，横拉筋，斜拉筋，内水平管。桁架式桩腿主要就是由齿条板与管件焊接组成的。一般根据齿条板的数量及桩腿的形式进行片体划分预组。

（四）管件验收

证书检验：管件验收也需要供货商给予相应的材料证书。

外观检验：围绕零件表面明显的质量缺陷进行检测。检查需船厂，船级社，船东，及供货方共同参与。发现问题需按照船级社及船东的要求进行合理返修处理。

探伤检验：船厂应对有NDT合格报告的材料进行针对性抽检。

（五）其他材料

每个船型的不同，选用的连接方式也有所区别。基本上大多选用连接板或结构板等构件将齿条板，主弦管及支撑管连接，组成桩腿结构。

六、桩腿的制造过程

（一）检测来料前，把来料放在胎架或平台上。检验的关键在于与以下几个方面：

（1）依照标准进行对来料外表的检测。（2）按照规定检测以及深刻来料的质量证书等。（3）依照规定精确检验货物的尺寸。将检验了的数据信息记录储存在表格中供日后进行使用。

（二）单根接长

单根接长要在好的胎架上工作。在工作时要精确把控几根单根接长后总体的距离形状等数据信息。接口处因为齿条窗户板要连接的数量多，焊后很容易会变形，所以焊前要重视放缩量，并且焊接收缩量要在4mm左右。

（三）单片的制作

单片制作时要把控好焊后齿条的角度偏差以及形状等数据要求。除此之外，还要确保单片焊后尺寸的长度和管线水平公差在限定标准。

（四）总组

在进行总组前，要改善制定好的单根尺寸大小，把差值最小的单根分成一个组。在组内一定要把控好齿条角度的差值等数据信息标准，与此同时还要确保整组的上、下平面差值和间距在标准规定中。

（五）桩腿分段和桩腿的合并大多情况下是在船台上或船坞里进行

因为桩腿的比较长，又很重。为了加强吊装能力和简化施工操作。在此过程要确保所有尺寸差值在标准范围中。

（六）小结

在制定桩腿时一定要精确把控好焊接的质量。一定要规划分配桩腿的胎架大小，胎架还要求具备较强的刚性和强度。完成每个环节的信息表格，不管是在焊前还是焊后都要精确的记录信息数据。焊前一定要磨光亮焊缝处，焊接时要有部分人员负责在一旁监督数据，如果差值较大一定要立刻进行处理从而确保尺寸精确。焊前和焊后还要有人员对其预热和保温，每次焊接工作结束后需要部分的专业检验员进行检测，在确定焊后三天后的没有出现损失现象后，才能继续下一项环节。

七、结束语

自升式海洋钻井平台相对普通船舶来说，具有较高的附加值；本文简要介绍了该平以核心构件之一的桁架式桩腿的建造及检验流程，为后续研究提供参考。endprint