CN102128015B - 灰橇的装配工艺 - Google Patents

Abstract

一种灰橇的装配工艺，包括以下装配步骤：第一步，首先对筒体、椭圆封头及锥形封头进行预制及调圆；第二步，首先进行椭圆封头、接管法兰及其附件安装；再进行锥形封头、接管法兰及其附件的安装；第三步，整体组装：(1)将椭圆封头调至筒体上端，进行组对焊接；(2)操作人员通过操作平台进入罐体内部，对内焊道清根，然后焊接；(3)将锥形封头调运至支撑上，点焊固定，并与筒体进行组对；(4)焊接外环缝完成后，操作人员通过锥形封头下边的入孔进入罐体内，对焊道背部进行清根、焊接；(5)将预制好的支腿与支腿垫板进行组对焊接；(6)将组装后的整体安装在承重器支撑上。本发明可以实行流水化作业，提高了工作效率；同时，降低了操作人员的劳动强度。

Description

灰橇的装配工艺

技术领域

本发明涉及灰橇，尤其涉及一种海洋石油钻井船灰橇的装配工艺，属于海洋石油工程领域。

背景技术

灰橇是一种用于在陆地和海洋石油勘探开发过程中，为满足固井及完井的需要，需配备水泥，泥浆配置、加重用的土粉及重晶石散料等固井完井用材料的混合和储存的装置。通过专用机械装置与灰橇连接，将其中的各种泥浆、重晶石等混合物输送到井壁，让其固化，从而达到固井的目的。

目前，海洋石油钻井船常用的灰橇，包括：筒体，筒体的上部为椭圆形上封头，下部多为锥形下封头(部分灰橇下部为椭圆形下封头，或椭圆形下封头与锥形体的组合)，支腿多为圆柱形支腿结构，三条支腿成120度均布，上部与锥形封头直边处相连接，用于支撑筒体。由于受平台或船舱空间及设计容积的限制，一般都具有：筒体直径大，筒体长度短，壁厚较薄等结构特点。

现有的灰橇装配工艺主要采用以下两种：一种是卧式装配法，另一种是立式装配法。

卧式装配法的主要步骤是：

(1)在筒体板材分瓣卷制完成后，在转胎上完成筒体组对焊接；

(2)焊接完成后，在辊床上进行调圆，然后，再回到转胎上进行筒体与椭圆封头组对和筒体与锥形封头组对焊接；

(3)接着进行容器的开孔划线和接管法兰的安装工作；

(4)最后，再进行支腿的安装焊接工作；

(5)支腿安装完成后，将容器翻身立直，安装椭圆封头和锥形封头上的梯子、栏杆、扶手、吊点等附件。

上述卧式装配法存在的主要问题是：

1、由于筒体直径大，且厚度薄，使用转胎造成椭圆度大，不易调整；

2、封头组对难度大，尤其是锥形封头与筒体组对工作，由于封头的高度大于筒体长度，设备的重心偏离筒体中心远，因此必须使用三组转胎，且锥形封头一端的转胎必须加高，以保证整个筒体的中心线处于水平位置；

3、设备翻身工作量大，且翻身困难；

4、椭圆封头上部的栏杆扶手等需要翻身之后再安装，架子搭设工作量大。

立式装配法的主要步骤是：

(1)筒体分瓣卷制完成后，在工作平台上进行合拢、组对焊接、调圆；

(2)依次立式进行筒体与上部椭圆封头组对焊接、筒体与下部锥形封头组对焊接、支腿安装焊接；

(3)进行承重系统支撑安装、容器划线开孔、接管法兰与筒体组焊；

(4)安装梯子、护栏、接管、栏杆、扶手等附件。

立式装配法存在的主要问题是：

1、封头上的接管法兰、栏杆扶手等附件在容器筒体整体组对完成后，再进行安装，高空作业多，架子搭设工作量大；

2、接管法兰在与筒体焊接后，背面需要清根，设备内部需要搭设架子，且属于限制空间作业，工作量和劳动强度大。

3、吊车资源使用频繁，交叉作业较多，不利于成本控制。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有灰橇的装配工艺存在的上述缺点，而提供一种改进的灰橇的装配工艺，其可以实行流水化作业，减少了交叉作业，提高了工作效率；本发明的另一目的减少拆除次数及高空作业，提高了施工的安全性，降低了操作人员的劳动强度。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

一种灰橇的装配工艺，包括：需要组装的筒体、椭圆封头、锥形封头及附件，上述部件采用以下装配步骤：

第一步，首先对筒体、椭圆封头及锥形封头进行预制及调圆，其特征在于：还包括以下步骤：

第二步，椭圆封头、锥形封头、接管法兰及其附件安装：

1)椭圆封头、接管法兰及其附件安装：

(1)椭圆封头划线开孔；

(2)进行接管法兰、筒体的组焊；

(3)对椭圆封头外部的栏杆垫板、吊耳垫板及扶手垫板等附件进行定位并安装；

2)锥形封头、接管法兰及其附件的安装：

(1)锥形封头划线开孔；

(2)进行接管法兰、筒体及支腿垫板的组焊；

(3)焊接内部接管角钢支撑等附件，最后，再组焊小口端的封板；

第三步，整体组装

(1)将椭圆封头调至筒体上端，进行组对焊接；

(2)操作人员通过操作平台进入罐体内部，对内焊道清根，然后焊接；

(3)将锥形封头调运至支撑上，点焊固定，并与筒体进行组对；

(4)焊接外环缝完成后，操作人员通过锥形封头下边的入孔进入罐体内，对焊道背部进行清根、焊接；

(5)将预制好的支腿与支腿垫板进行组对焊接；

(6)将组装后的整体安装在承重器支撑上。

所述第一步中椭圆封头调圆时，首先，在操作平台上划一个直径与椭圆封头理论值外径相同的圆，离该圆径向向外30mm处，每间隔1.5米的弧长焊接一个方形档块，且封头内部设置一“米”字型支撑，在调圆过程中，通过方形档块和楔铁及“米”字型支撑来调整椭圆封头的椭圆度。

所述第二步中接管法兰与筒体组焊后，使用临时吊点对锥形封头进行翻身，并吊运到专用胎架上，保持大口端和小口端的中心连线与水平面平行。

所述第三步中组对好的椭圆封头和筒体吊运到专用胎架或临时支墩上进行焊接。

所述操作平台中央设有一圆形孔，孔的下边搭设一个走梯。

所述第一步中筒体预制完成后，直接放到操作平台上进行调圆。

本发明的有益效果：

1、本发明由于多使用活动脚手架，减少拆除次数及高空作业，提高了施工的安全性；

2、可以实行流水化作业，减少了交叉作业，提高了工作效率；

3、设备的成型质量好；

4、采用分段制造，整体组装，因而空间作业少，降低了操作人员的劳动强度；

5、设备翻身工作量较小，因而，吊车使用效率得到明显提高；

6、可以实行流水化作业，减少了交叉作业，提高了工作效率。

附图说明：

图1为灰橇整体结构示意图。

图2为本发明工艺流程示意图。

图3为本发明工作平台示意图。

图4为本发明临时支墩示意图。

图5为本发明专用胎架示意图。

图6为本发明筒体放置与专用胎架上示意图。

图7为本发明圆弧状挡板示意图。

图8为本发明筒体预制及焊道变形控制示意图。

图9为本发明“米”字型支撑示意图。

图10为本发明支腿间距测量示意图。

图11为本发明A1焊缝焊接示意图。

图12为本发明锥形封头就位示意图。

图中主要标号说明：

1筒体、2椭圆封头、3锥形封头、4支腿、5吊点、6操作平台、7方形档块、8楔铁、9接管法兰、10扶手、11栏杆、12胎架、13圆弧状档板。

具体实施方式

如图1所示，海洋石油钻井船灰橇，包括：筒体1，筒体1的上部为椭圆封头2，下部为锥形封头3，三条支腿4以120度均布在筒体1上，上部与锥形封头直边处相连接，用于支撑筒体1，筒体、椭圆封头和锥形封头及安装在筒体，筒体、椭圆封头和锥形封头上的梯子、栏杆、扶手、吊点等附件，上述灰橇部件采用以下装配步骤：

第一步，在灰橇进行组装之前，首先进行筒体1、椭圆封头2，下部锥形封头3，支腿4及附件的预制及筒体1、椭圆封头2，下部锥形封头3调圆。

1)灰橇椭圆封头2调圆：

(1)在椭圆封头2上焊接上三个吊点5，用于椭圆封头2的吊运；

(2)如图2，图3，图9所示，在操作平台6上划一个直径与椭圆封头2理论值外径相同的圆，离该圆径向向外30mm处，每间隔1.5米的弧长焊接一个方形档块7，在调圆过程中，通过该方形档块7和楔铁8来调整椭圆封头2的椭圆度，进行封头调圆；封头内部增加一个“米”字型支撑来调整椭圆度。

(3)在椭圆封头2调圆的期间，开始进行接管法兰9、扶手10、栏杆11、吊点等附件的预制工作；

操作平台6的长宽尺寸大于椭圆封头2的直径，封头放在操作平台6上后，要保证有足够的操作空间进行施工作业。操作平台6距离地面高度应高于1.2米的高度，以便施工人员能在平台下猫腰行走。平台中央开一个直径为1.2米的中央圆形孔，孔下边应搭设一个安全走梯，以便施工人员能从平台下从该孔进入平台上。平台应有足够的强度，满足承重的需要。

2)灰橇锥形封头3调圆：

按照调节椭圆封头2的方法对锥形封头3进行调圆，所不同的是，锥形封头3应该将大口端朝下，小口端朝上；

3)筒体1预制

(1)如图5，图6所示，将筒体1分瓣在辊板机上卷制后，放置在专用胎架12上，然后，用胎架12将卷制好的板材运到操作平台6上，进行筒体A类焊缝的整体合拢及调圆工作；

(2)如图7、图8所示，筒体1的调圆工作除使用封头调圆的方铁及其楔铁8外，还要再A类焊道的内部做的一个圆弧状档块13，以控制焊接后造成的菱角；

(3)筒体1焊道焊接完成后，再与锥形封头3连接的一端对支腿垫板根据0°、180°基准线进行划线定位。

第二步，如图2所示，椭圆封头、锥形封头、接管法兰及其附件安装：

1、进行椭圆封头2、接管法兰9及其附件安装：

椭圆封头2调完圆后，开始划线开孔工作：

(1)首先，在椭圆封头2上找出0°线，作为划线基准；然后，依次找出90°、180°、270°位置，并定位出最终的开孔后位置；

(2)经检验合格后，使用气割设备进行开孔；

(3)开孔完成后，打磨坡口，然后，再安装接管；坡口为外坡口，焊接时，先在外部进行接管与筒体1的组焊，外坡口焊接完成后，再从操作平台6的下端进入椭圆封头2的内部，对焊道背面用砂轮机进行清根，然后焊接；

(4)在接管内部焊道清根焊接的过程中，开始对椭圆封头2外部的栏杆垫板、吊耳垫板、扶手垫板等附件进行定位、组焊，垫板焊接完成后，组焊栏杆，吊点、吊耳。

2、锥形封头3、接管法兰9及其附件的安装：

(1)锥形封头3调圆完成后，按照椭圆封头2接管法兰及其附件所述的方法安装组焊接管法兰9及其附件，含支腿垫板的组焊；

(2)接管法兰9与筒体1组焊检验合格后，使用临时吊点对锥形封头3进行翻身，并吊运到专用胎架12上，保持大口端和小口端的中心连线与水平面平行。

(3)然后，焊接内部接管角钢支撑等附件，最后，再组焊小口端直径为φ600的封板。

第三步：如图2所示，整体组装

(1)在筒体1预制并检验合格后，先将椭圆封头2通过焊接吊点调至筒体1上端，进行B1环缝组对焊接；组对时，将椭圆封头2上0°、90°、180°、270°位置与筒体1上的0°、90°、180°、270°依次对齐，在通过楔铁及特殊工件调整组对间隙和错皮，直至检验合格。

(2)组对完成后，使用手工焊焊接外环缝，焊接完成后，操作人员通过操作平台6下端的入孔进入罐体内部，对内焊道清根，然后焊接。由于内部高度最高为1.7米，因此，在进行内部清根时，不需要搭设架子，只需制作一个便于搬运底小垫墩即可完成该项工作。

(3)如图3，图4，图11所示，为提高操作平台6的使用效率，也可将组对好的椭圆封头2和筒体1吊运至临时支墩上，然后，进行焊接工作。该方法可提高操作平台6的利用率，同时，还可减少工人的劳动强度，但架子搭设工作量较多。

(4)如图12所示，椭圆封头2和筒体1组对完成后，将已经完成接管组对的锥形封头3使用临时吊点翻身后，调运至临时圆筒支撑上，大口端朝上并超平，然后，使用筋板将其点焊固定，临时圆筒支撑也需固定在。注意此过程中，临时圆筒支撑不能碰到锥形封头3下端的接管。

(5)锥形封头3就位后，将筒体1上0°、90°、180°、270°位置与锥形封头3上的0°、90°、180°、270°依次对齐，在通过楔铁8及特殊工件调整组对间隙和错皮，直至检验合格。

(6)组对完成后，使用手工焊焊接外环缝，焊接完成后，操作人员通过锥形封头3下边的入孔进入罐体内，对焊道背部进行清根、焊接。

由于锥形封头3内部四周的扶手均已安装完毕，因此，焊道背部清根和焊接时不需要搭设脚手架，焊接人员站在扶手上便可进行焊接工作，从而省去罐体内部脚手架的搭设工作。

(7)如图10所示，在筒体与锥形封头的B2焊缝焊接完成后，将预制好的支腿4与支腿垫板进行组对。为保证支腿的垂直度和三个支腿4之间的相互间距，应使用卷尺按照两相邻支腿间间距相同地方法进行测量。

(8)支腿4安装并检测完成后，点焊固定，但暂不进行焊接工作。

(9)将铺上钢板的地面上按照要求的尺寸划出称重器支撑定位位置，将预制好的称重器支撑件放置在该处，并通过自制工装将其固定。

(10)在吊车的配合下，将组装后的整体安装在承重器支撑上，将容器支腿与称重器支撑相连，在检查完相关尺寸后，点焊固定后，通过刚性固定件将支腿固定，防止焊接过程中支腿变形，然后再进行焊接。

如图2所示，灰橇整体安装工艺流程：

(1)椭圆封头上接管及其附件组焊；

(2)锥形封头上接管及其附件组焊；

(3)锥形封头附件翻身焊接；

(4)椭圆封头上接管及其附件组焊；

(5)锥形封头上接管及其附件组焊；

(6)锥形封头组对；

(7)支腿、梯子护栏安装。

通过上述步骤，完成海洋石油钻井船灰橇整体安装。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种灰橇的装配工艺，灰橇包括：筒体、椭圆封头、锥形封头及附件，其特征在于：上述部件采用以下装配步骤：

第一步，首先对筒体、椭圆封头及锥形封头进行预制及调圆；

第二步，椭圆封头、锥形封头、接管法兰及附件安装：

1)椭圆封头、接管法兰及附件安装：

(1)椭圆封头划线开孔；

(2)进行接管法兰、椭圆封头的组焊；

(3)对椭圆封头外部的栏杆垫板、吊耳垫板及扶手垫板进行定位并安装；

2)锥形封头、接管法兰及附件的安装：

(1)锥形封头划线开孔；

(2)进行接管法兰、锥形封头及支腿垫板的组焊；

(3)焊接内部接管角钢支撑，最后，再组焊小口端的封板；

第三步，整体组装

(1)将椭圆封头调至筒体上端，进行组对焊接；

(2)操作人员通过操作平台进入筒体内部，对内焊道清根，然后焊接；

(3)将锥形封头调运至支撑上，点焊固定，并与筒体进行组对；

(4)焊接外环缝完成后，操作人员通过锥形封头下边的入孔进入筒体内，对焊道背部进行清根、焊接；

(5)将预制好的支腿与支腿垫板进行组对焊接；

(6)将组装后的灰橇整体安装在承重器支撑上。

2.根据权利要求1所述的灰橇的装配工艺，其特征在于：所述第一步中椭圆封头调圆时，首先，在操作平台上划一个直径与椭圆封头理论值外径相同的圆，离该圆径向向外30mm处，每间隔1.5米的弧长焊接一个方形档块，且封头内部设置一“米”字型支撑，在调圆过程中，通过方形档块和楔铁及“米”字型支撑来调整椭圆封头的椭圆度。

3.根据权利要求1所述的灰橇的装配工艺，其特征在于：所述第二步中接管法兰、锥形封头及支腿垫板进行组焊后，使用临时吊点对锥形封头进行翻身，并吊运到专用胎架上，保持大口端和小口端的中心连线与水平面平行。

4.根据权利要求1所述的灰橇的装配工艺，其特征在于：所述第三步中组对好的椭圆封头和筒体吊运到专用胎架或临时支墩上进行焊接。

5.根据权利要求1所述的灰橇的装配工艺，其特征在于：所述操作平台中央设有一圆形孔，孔的下边搭设一个走梯。

6.根据权利要求1所述的灰橇的装配工艺，其特征在于：所述第一步中筒体预制完成后，直接放到操作平台上进行调圆。

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