关于海洋模块钻机滑轨防止划痕措施的研究

巴广东

（中海油田服务股份有限公司，天津 300451）

0 引言

海洋钻井工作由海洋模块中的滑轨和滑道梁合作完成。正常运行状况下，滑轨被安置在甲板主梁上风的固定平台上，滑道梁则安置在海洋模块下部顶层，滑道梁和滑轨之间保持互相垂直的位置，然后进行来回滑动，到位于井口覆盖区则开始钻井作业。在外界各种因素的影响下，作业过程会对滑轨造成一定的划痕，现在对划痕的成因进行探究，可以有针对性的提出防止划痕产生或者减少划痕的技术。

1 出现划痕的原因

对某海洋模块钻机的结构进行研究，分析其在进行钻井作业时，滑轨出现划痕的原因主要有5 个。

（1）滑轨本身的建造精度不符合要求。进行海洋钻井作业的滑轨，在建造时是需要对结构进行精细计算的，精度的把握主要涉及单根滑轨表面的平面度、双滑轨之间的平行度、滑轨自身需要具有一定标准的直线度。如果这些方面没有精确把握，在建造过程中不满足设计要求，必然会使滑轨在运行中产生划痕。

（2）滑靴的建造精度不符合运行需求。滑靴是滑轨的重要组成部分，其在运行过程中，出现滑轨底板两侧翘起的情况，然后中间部位下垂，由于建造精度不够，就会出现滑移，基于这种情况下的滑靴会接触到滑轨翼缘板局部，进而出现滑板划痕。

（3）主梁应用过程不合理。滑轨下方的主梁应用过程不合理，会导致结构变形，进而造成滑轨下方组块结构梁成为尺寸最大的主梁，这样需要在其版面中设置很多比较密集的钢筋板，但是在焊接钢筋板的过程如果变形，就会造成主梁出现变相，进而使得滑轨平面精度不达标、精度不准，导致运行中局部力度过大，出现划痕。

（4）如果滑轨运行中，有些异物进入其内部，没有采取措施及时将异物清理出来的话，异物会慢慢进入滑轨滑靴组成的空隙之间，如果是细小的异物可能还不会产生严重后果，如果是比较坚硬的物体，则很可能会使滑轨结构受损，出现划痕。

（5）滑轨润滑不足可能会导致划痕出现。滑轨运行接触不良的时候，会承受较之正常运行时更大的压力，很多时候极限井位置承受超过80%的荷载，全部荷载集中在一个支点，没有进行足够的润滑，难以运行，可能就会导致滑轨划痕的产生。

2 滑轨划痕类型

①出现刮痕。在进行滑轨作业之前，没有仔细检查滑靴滑轨表面状态，存在一定的凹凸不平状况。或者两条滑轨同时作业时，移动油缸不能同步移动，都可能造成滑轨表面或者侧面出现刮痕的情况，这种刮痕算是滑轨刮伤中比较轻微的损害；②滑轨出现轻度划伤。滑轨结构出现变形，接触面不均匀，使得滑靴滑轨接触面变少，两者移动过程产生摩擦，出现划痕，这种划痕可以进行一定的打磨修复；③滑轨深度刮伤。滑靴滑轨之间的缝隙出现了比较坚硬的异物，没有及时进行清理，运行过程中，硬质夹渣会导致滑轨出现深度划伤的情况。滑轨出现深度划伤就不容易修复，需要谨慎检查滑轨，采取专业的技术进行修复。

3 针对海洋模块钻机滑轨提出有效的划痕防止方案

已经分析了滑轨产生划痕的原因和产生的划痕种类，针对这些情况，需要结合多方面因素，例如设备设计、设备安装、设备保护等方面提出滑轨划痕防止方案。

3.1 划痕防止技术实施的原则

在设置实施滑轨划痕防止措施的时候，需要掌握一定的原则，才能够使防止工作事半功倍，主要可以参考这2 项原则：①严格把关材料选购。制造滑轨的材料不仅需要很大的强度，也需要很高的刚度，在购买材料的时候，必须选择有品质保证的市场上广为熟知的品牌，不能为了想要在滑轨建造中获取经济效益就选择劣质钢材；②滑轨制造工艺需要进行强化。由于滑轨制造需要较高的精度，所以需要拥有专业知识和技能的技术人才才能胜任制造工作。工作人员需要在实践中不断提高自身的知识和技能，做好滑轨制造、保养的相关环节。尤其要注意定期清理滑轨和滑靴空隙之间的异物，尽量减少滑轨变形、出现划痕的情况。

3.2 具体的滑轨划痕防止措施

①做好精确选材：滑轨的制作材料需要精确挑选，需要针对实际情况，选择更加优化的建造材料。一般来说制作滑轨的材料分为2 种：一种是Q345B，一种是D36。虽然这2 种都是滑轨制作材料，但是后者的屈服强度要大于前者，这样的一种优势使得D36 可以很好的抵抗低温。因此，在使用这2 种材料的时候就可以结合温度，把2 种材料的用途发挥到极致。例如，在北方海域建造滑轨时，使用D36 的效果要远远优于Q345B，而在南方海域的话，则可以任何选择2 种中的某一种，这时候就需要结合经济效益来衡量选择哪种材料比较合适；②设备尺寸的选择要精确：为了使滑轨制造的精度得到保障，在滑轨相关的设备选择上需要做出严格要求。例如，单根滑轨的直线度必须符合2:2000≤5 mm 的要求，如滑轨面的高度误差需要在±2 mm 的范围之内等。滑轨的各个设备都是需要进行精度计算，精细安装的。例如在安装滑轨的时候，需要对两条滑轨之间的中心距、平行度还有高度均进行精度测量的，中心距误差需要控制在±2 mm 以内，滑轨平行度需要符合2000:2 且≤5 mm，高度需要使用经纬仪调节，使其保持在5 mm 以内的高度差；③为了增加滑轨润滑度可以在滑轨上方或者滑移基座内部设置油孔或者注油槽。可以通过油槽的设置，让润滑油进入滑轨底部，实现润滑的作用，减少2 条滑轨之间的摩擦，有效减少滑轨划痕；④做好滑轨的日常维护工作。滑轨的维护工作主要是在滑轨没有运行时进行，定期检查滑轨内部是否出现生锈零件，是否出现故障零件，要及时维修和更换。另外，在滑轨进行作业之前，需要检查滑轨内部是否存在异物，如果存在异物，一定要及时进行清理，保证滑轨内部是清洁的，避免出现滑轨深度划痕出现的情况。另外需要注意，异物清理完毕之后，需要重新涂抹一层润滑脂；⑤由于控制模块中的滑轨会在支点产生反力，进而导致模块与钻机之间产生的反力逐渐增大，进一步使得滑轨在滑移作业中产生的摩擦力增大，导致划痕出现，因此，需要在滑轨作业时控制好钻机的支点反力，将反力程度控制在一个合理的范围内。

4 总结语

滑轨作业中会因为各种原因导致滑轨出现划痕，不仅影响滑轨的使用还会阻碍作业的正常进行。因此需要针对滑轨划痕产生的原因进行分析，有针对性地采取解决措施，从滑轨的结构设计、材料选择、安装等方面进行合理的控制。选择优质的钢材料，精确安装滑轨各个设备，将各个设备的安装精度控制在合理的范围内。另外，注重滑轨的保养，定期清理滑轨中的异物，降低滑轨划痕产生的可能性。针对滑轨划痕问题，专业研究人员和技术人员还需要学习更多的知识，掌握更多的技能，提出更多解决问题的科学方案。