一种自升式钻井平台井架建造工艺 |
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| 申请号 | CN201610013968.7 | 申请日 | 2016-01-11 | 公开(公告)号 | CN105643207A | 公开(公告)日 | 2016-06-08 |
| 申请人 | 南通振华重型装备制造有限公司; | 发明人 | 徐松; 林海桥; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种自升式钻井平台井架建造工艺，其步骤如下：材料准备：分别制作井架所需的立柱型 钢 、横梁、斜撑以及通道大 门 梁；侧片拼装：井架由前后左右四个侧片组成，首先进行左右侧片的拼装；拼装分为下段拼装以及上段拼装；上下两段拼装完成进行拼接即可；侧片组装：首先，将左右侧片中的两个下段侧片以对称的方式摆放到位，再在左右侧片之间搭建前后侧片的对应部分；再次将左右侧片中的中段侧片接长在下段侧片上，按照上述方法再次搭建前后侧片的对应部分，依次类推，完成整个井架的搭建；安装顶 法兰 ：为了调节井心偏移量，将顶法兰偏移安装。本发明的优点在于：能够保证井架建造的各项建造要求，同时能够提高建造效率，降低建造成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种自升式钻井平台井架建造工艺，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 一种自升式钻井平台井架建造工艺技术领域[0001] 本发明涉及一种自升式钻井平台，特别涉及一种自升式钻井平台井架建造工艺。 背景技术[0002] 随着海洋开发步伐的加快，海洋工程装备业的发展前景越来越广阔。自升式钻井平台作为海工家族的主流产品之一，自然成为各企业竞相角逐的对象。井架做为钻井平台的重要结构，其建造精度要求相当苛刻，如重点部位的尺寸均控制在1～2mm。 [0003] 目前国外自动化程度很高，依靠机器设备其下料、划线、钻孔工序均在项目准备阶段就已完成，并且通常设置为固定余量。但是后续建造过程中由于装配及焊接变形，导致螺栓孔错位、立柱长短腿、井心偏移值过大等问题。上述问题是比较常见的，很难完全避免，一旦出现解决起来就比较麻烦。 发明内容[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种能够保证井架建造的各项建造要求，同时能够提高建造效率，降低建造成本的平台井架建造工艺。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种自升式钻井平台井架建造工艺，其创新点在于：其特征在于：其步骤如下：（1）材料准备：分别制作井架所需的立柱型钢、横梁、斜撑以及通道大门梁，并将成品置于准备区备用； （2）侧片拼装：井架由前后左右四个侧片组成，首先进行左右侧片的拼装；每个侧片由下而上分为第一分段、第二分段、第三分段、第四分段以及第五分段，每个分段皆包括两侧的立柱型钢、连接在立柱型钢之间的横梁以及连接在横梁之间的斜撑；拼装分为下段拼装以及上端拼装；下段拼装时，首先，将第一分段两侧的立柱型钢与第二分段的立柱型钢通过法兰板进行接长，接长时，利用外力对法兰板平面度进行约束；其次，连接立柱之间的横梁、斜撑以及大门梁；再次，在已接长的立柱上拼接第三段立柱型钢以及安装其上的横梁以及斜撑；上段拼装时，首先，将第四分段以及第五分段的两侧立柱采用法兰板进行接长，随后安装立柱之间的横梁以及斜撑即可；上下两段拼装完成进行拼接即可；从井架第二分段开始，左右侧片上的四根立柱依次接长，各段接长过程中参照同一基准线实时进行调整； （3）侧片组装：将已经初步组装好的左右侧片以立柱型钢的拼接节点为界又分别为上中下三段，首先，将左右侧片中的下段侧片以对称的方式摆放到位，再在左右侧片之间搭建前后侧片的对应部分；再次将左右侧片中的中段侧片接长在下段侧片上，按照上述方法再次搭建前后侧片的对应部分，依次类推，完成整个井架的搭建； （4）安装顶法兰：安装顶法兰时，为了调节井心偏移量，可以将顶法兰偏移安装。 [0006] 进一步的，所述步骤（2）以及步骤（3）中，采用一种实现井架法兰间贴合的方法；两立柱型钢之间通过互相贴紧的上法兰板以及下法兰板实现连接；首先将上下法兰板矫平，将两法兰贴紧后用工艺螺栓及贴板固定；立柱与法兰装焊过程中保持这一状态，待焊接作业完毕后将工艺螺栓及贴板拆除。 [0007] 进一步的，所述步骤（2）中，采用一种实现立柱长度及层高尺寸的控制方法；将四根立柱放平,并调整四根立柱端部共面后整体划出各基准线、层高线、余量修割线。 [0008] 进一步的，所述步骤（2）以及步骤（3）中，采用一种实现螺栓孔对中的方法；横梁与立柱之间一般采用螺栓连接的方法；根据螺栓孔所处位置决定选择预先钻孔还是现场钻孔；一般工况较好，便于钻孔设备作业的位置选择现场配钻孔，特殊位置选择预先钻孔后安装的方式。 [0009] 进一步的，所述步骤（4）中，采用一种实现合理控制井心偏移量的方法；实际测量时将顶面中心投影到底面上，测量得到井心在平面XY方向的偏移量，为了调整井心偏移量，在安装顶法兰时，可将顶法兰偏移安装，保证顶法兰中心与井架底部截面中心偏移值控制在合理范围之内。 [0010] 本发明的优点在于：（1）井架法兰贴合率控制技术通过外力对焊接过程中法兰的变形进行适当约束。与自由状态下焊接相比，法兰焊后变形量大大降低，经制作后证实一般焊后变形量大多能控制在1～2mm，对局部超差位置处理后能满足设计要求。 [0011] （2）井架螺栓孔对中控制技术通过合理的施工顺序，将相连接的两个或多个螺栓孔错位量控制在1mm之内。良好的螺栓孔对中性对后期井架整体尺寸调整提供了保证。 [0012] （3）井架立柱长度及层高控制技术减少了采用不同基准和累积误差对尺寸的影响，所有误差可在立柱接长过程中予以调整。 [0013] （4）井架井心控制技术在天车及井架本体结构尺寸均已确定的状态下，通过对4块法兰板位置的调整达到控制井心尺寸的目的。 [0015] 图1为本发明一种自升式钻井平台井架的示意图。 [0016] 图2为本发明一种自升式钻井平台井架建造工艺的实施例1的示意图。 [0017] 图3为本发明一种自升式钻井平台井架建造工艺的实施例1的A处局部放大图。 [0018] 图4为本发明一种自升式钻井平台井架建造工艺的实施例2的示意图。 [0019] 图5为本发明一种自升式钻井平台井架建造工艺的实施例3的示意图。 [0020] 图6为本发明一种自升式钻井平台井架建造工艺的实施例4的顶视图。 [0021] 图7为本发明一种自升式钻井平台井架建造工艺的实施例4的B处局部放大图。 具体实施方式[0022] 如图1所示，本发明公开了一种自升式钻井平台井架建造工艺，其步骤如下：（1）材料准备：分别制作井架所需的立柱型钢4、横梁3、斜撑2以及通道大门梁5，并将成品置于准备区备用； （2）侧片拼装：井架由前后左右四个侧片组成，首先进行左右侧片的拼装；每个侧片由下而上分为第一分段、第二分段、第三分段、第四分段以及第五分段，每个分段皆包括两侧的立柱型钢4、连接在立柱型钢4之间的横梁3以及连接在横梁3之间的斜撑3；拼装分为下段拼装以及上端拼装；下段拼装时，首先，将第一分段两侧的立柱型钢4与第二分段的立柱型钢4通过法兰板进行接长，接长时，利用外力对法兰板平面度进行约束；其次，连接立柱型钢 4之间的横梁3、斜撑2以及大门梁5；再次，在已接长的立柱上拼接第三段立柱型钢4以及安装其上的横梁3以及斜撑2；上段拼装时，首先，将第四分段以及第五分段的两侧立柱型钢3采用法兰板进行接长，随后安装立柱之间的横梁3以及斜撑2即可；上下两段拼装完成进行拼接即可；从井架第二分段开始，左右侧片上的四根立柱依次接长，各段接长过程中参照同一基准线实时进行调整； （3）侧片组装：将已经初步组装好的左右侧片以立柱型钢的拼接节点为界又分别为上中下三段，首先，将左右侧片中的下段侧片以对称的方式摆放到位，再在左右侧片之间搭建前后侧片的对应部分；再次将左右侧片中的中段侧片接长在下段侧片上，按照上述方法再次搭建前后侧片的对应部分，依次类推，完成整个井架的搭建； （4）安装顶法兰：安装顶法兰1时，为了调节井心偏移量，可以将顶法兰1偏移安装。 [0023] 实施例1如图2、图3所示，上立柱型钢23与下立柱型钢21之间通过互相贴紧的上法兰板33以及下法兰板22实现连接；首先将上下法兰板矫平，然后将两法兰贴紧后用工艺螺栓31及贴板 32固定；立柱型钢与法兰装焊过程中保持这一状态，待焊接作业完毕后将工艺螺栓31及贴板32拆除。 [0024] 首先将下立柱型钢21与下法兰板22装配并点焊固定，然后将上法兰板33通过工艺螺栓31与下法兰板22连接，并用贴板32固定，最后将上立柱型钢23与上法兰板33装配点焊固定。法兰板与立柱型钢间需采用对称焊接的形式进行。 [0025] 本实施例中，目前普通采用的控制井架法兰贴合率的方法为控制焊接顺序，此方法具有较大的约束性及不稳定性。本发明通过焊接过程中对两法兰板进行外力约束来防止或减小焊接变形量，以保证法兰间贴合率。此方法对工人操作水平的要求相对较低，能节约成本，提高劳动效率。 [0026] 实施例2如图4所示，步骤（2）中，采用一种实现立柱长度及层高尺寸的控制方法，将四根立柱放平,并调整四根立柱端部共面后整体划出各基准线、层高线43、余量修割线44。 [0027] 第1段4根立柱底法兰46需机加工刮面，加工后平面度≤0.25mm。将井架第一段立柱型钢4放置在水平面上，调整立柱水平≤1mm，立柱底法兰46整体平面度≤0.5mm(即L1~L4中任意两值相减的绝对值≤0.5mm),优先保证整体平面度尺寸，实际测量时需选取测量基准面45。在第一段立柱型钢4的基础上安装第二段立柱型钢4(即进行立柱的接长)，然后以底法兰46为基准，La为长度在第二段立柱型钢4上划出检验线41；以底法兰46为基准，Lb为长度在第二段立柱型钢4上划出横梁安装线(层高线)43；以底法兰46为基准，Lc为长度在第二段上划出立柱型钢4长度余量修割线44。其中通过分析检验线41到段间法兰42的距离(如L5~L8)可大致了解立柱长短腿的情况，并可分析制作过程中立柱是否有移位及立柱法兰焊接的收缩量。第二段立柱型钢4上所有安装及检验线到位后，根据上述线进行制作。第三段以后立柱接长程序参照第2段进行。 [0028] 本实施例中，目前普通采用的控制井架立柱长短腿及层高的方法为单根立柱装配及焊接质量的控制。此种方法的缺点为单根制作误差会被后续工作积累和放大，最终的误差常常是成倍的增长，影响了井架最终的整体尺寸。本发明通过4根立柱各段统一划线安装，将前段立柱的长度及层高偏差在下一段立柱上进行补偿，最后能保证立柱的整体长度及层高尺寸。 [0029] 实施例3如图5所示，采用一种实现螺栓孔对中的方法，横梁3与立柱之间一般采用螺栓连接的方法；根据螺栓孔所处位置决定选择预先钻孔还是现场钻孔；一般工况较好，便于钻孔设备作业的位置选择现场配钻孔，特殊位置选择预先钻孔后安装的方式。 [0030] 当节点板53位于立柱型钢4面板上时，首先定位装焊节点板53，横梁3通过角钢固定架54与节点板53焊接固定，然后使用磁铁钻52现场配钻节点板53上螺栓孔，配孔完毕后使用工艺螺栓将角钢固定架54与节点板53固定。当节点板53位于立柱型钢4腹板面上时，节点板53根据图纸划线打孔(节点板连接边预留余量)，使用工艺螺栓将节点板53与角钢固定架54和横梁3固定。上述零部件固定完毕形成整体后与立柱装焊(注意节点板53余量的修除)。 [0031] 本实施例中，目前普通采用的控制井架螺栓孔对中性的方法为单纯使用现场配孔或预打孔后配装两种方法中的一种实施，此方法比较单一，部分复杂位置无法保证精度要求。本发明通过对上述两种方法的综合使用，优化了井架钻孔工艺，同时能在钻孔过程中调整井架整体尺寸，能够有效控制井架的最终尺寸。 [0032] 实施例4如图5、图6所示，步骤（4）中，采用一种实现合理控制井心偏移量的方法，调整顶法兰1的位置，保证顶法兰中心与井架底部截面中心偏移值控制在合理范围之内。 [0033] 井心偏移值可看做是顶面中心62和底面中心61的偏移量，实际测量时将顶面中心62投影到底面上。假设井心在平面XY方向各偏移10mm。为了调整井心偏移量，在安装顶法兰 1时，可将顶法兰1偏移安装。实施注意点： 1、顶法兰1的调整量是有限的，一般控制在10~20mm； 2、顶法兰1上螺栓孔在调整到位后划线打孔或利用天车结构配孔。 [0034] 本实施例中，目前普通采用的控制井架井心偏移的方法为建造后期对结构横梁或立柱的矫正。由于后期井架已经形成整体的刚性结构，调整起来难度较大。若多次采用火焰矫正，结构热镀锌后变形较大。本发明通过对顶法兰安装位置的调整，能够对井心偏移量进行适当补偿，减少了对井架结构的矫正，是一种简单有效的控制方法。 |
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