CN102587363A - 自升式钻井平台桁架式桩腿的合拢方法 - Google Patents

Abstract

一种自升式钻井平台桁架式桩腿的合拢方法，包括以下步骤：第一步：齿条接长；第二步：单片预制；第三步：分段装配；第四步，将桩腿分段进行预合拢，即：在桩腿分段合拢口处安装数个卡扣；第五步：将桩腿分段进行翻身；第六步，将数个桩腿分段合拢为一整体桩腿。本发明在钻井平台下水之前就完成所有桩腿的合拢工作，大大降低了升船的次数及施工难度，避免了由于反复升船对桩腿的磨损，缩短了桩腿合拢的周期，提高了工作效率；同时，通过对桩腿分段预合拢，减少了高空组对作业的工作量，降低了高空施工难度，提高了桩腿的合拢精度；且节省大量工装材料，避免了采用大型浮吊所带来的高额费用。

Description

自升式钻井平台桁架式桩腿的合拢方法

技术领域

本发明涉及移动式钻井平台，尤其涉及一种自升式钻井平台桁架式桩腿的合拢方法，属于海洋石油工程领域。

背景技术

海上钻井平台分为：固定式和移动式。固定式钻井平台一般都是固定在采油平台的上部，无法重复使用。移动式钻井平台一般都设有主船体，主船体可沿桩腿升降，实现临时固定在某油田进行钻井作业，桩腿升起后，可移至其它油田继续作业，可以充分使用。

现有的移动式生产平台主要包括：自升式钻井平台，自升式钻井平台又称甲板升降式或桩腿式平台。在浮在水面的平台上装载有钻井机械、动力、器材、居住设备以及若干可升降的桩腿，钻井时桩腿底部的桩靴着底，平台则沿桩腿升离海面一定高度；移位时平台降至水面，桩腿升起，平台就像驳船，可由拖轮把它拖移到新的井位。其中，升降装置的种类有液压缸升降式和齿轮齿条式，分别对应的桩腿形式有圆筒式和桁架式。而桁架式桩腿是自升式钻井平台是建造自升式钻井平台建造重要环节之一，一般先在陆上进行预制，然后，再运到海上进行组装。

现有的桁架式桩腿的建造和空中接长方法，一般采取以下步骤：

第一步：齿条接长；

第二步：单片预制；

第三步：分段装配；

第四步：桩腿最下面的一段或者两段与桩靴合拢；

第五步：桩腿下水；

第六步：利用浮吊或者船体升降在空中接长剩下的桩腿分段。

随着海洋石油勘探开发领域的扩大，海上自升式钻井平台的使用也越来越多，自升式钻井平台也逐渐代替固定式钻井平台，成为钻探海洋石油的主力军。

目前，自升式钻井平台作业水深已经达到了122米。由于桁架式桩腿是自升式钻井平台最主要的支撑结构，其长度均在90m～130m之间，重量大、精度要求高；在采用上述方法建造及合拢过程中，由于桩腿是在没有完成合拢的情况就下水，因此，导致大量的工作需要水下完成，施工难度较大，质量不容易保证；且由于桩腿是利用船体升降的方法进行安装，需要大量的工装，费用较高，工期较长；同时，由于反复升船对桩腿的磨损较大，降低了桩腿的使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种自升式钻井平台桁架式桩腿的合拢方法，其在钻井平台下水之前就完成所有桩腿的合拢工作，大大降低了升船的次数及施工难度，避免了由于反复升船对桩腿的磨损，缩短了桩腿合拢的周期，提高了工作效率；同时，通过对桩腿分段预合拢，并利用合拢卡扣减少了高空组对作业的工作量，降低了高空施工难度，提高了桩腿的合拢精度；且节省大量工装材料，避免了采用大型浮吊所带来的高额费用。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

一种自升式钻井平台桁架式桩腿的合拢方法，包括以下步骤：第一步：齿条接长；第二步：单片预制；第三步：分段装配；其特征在于：继续采用以下步骤：

第四步，将桩腿分段进行预合拢，即：在桩腿分段合拢口处安装数个卡扣；

第五步：将桩腿分段进行翻身；

第六步，将数个桩腿分段合拢为一整体桩腿。

所述第五步的具体方法是：桩腿分段翻身时采用两台履带吊，其中，一台用数根吊带分别绑缚在位于桩腿分段端部的水平支撑管上，另一侧则是在一根齿条分段的弦管上安装上一翻身卡子，然后，再用吊带兜住翻身卡子，进行翻身。

所述第六步，数个桩腿分段合拢为一整体桩腿的具体工艺顺序为：

①先在桩腿第一分段上设置好检查点；

②翻身、插桩：

桩腿第一分段翻身后，将桩腿第一分段插入围井区后与桩靴进行合拢，主要焊缝焊接完成后，再用两台履带吊配合做桩腿第二分段的翻身工作，桩腿第二分段翻身后，用一台履带吊将桩腿第二分段与桩腿第一分段进行合拢；

③定位、焊接：

将位于上、下两段接口处的卡扣，按照预合拢时的已经调整好的位置对正；然后，进行齿条分段、斜拉筋焊接；

④重复上述步骤②直至在钻井平台下水之前将所有桩腿分段合拢的工作完成；桩腿分段合拢依次从第一分段到第N分段进行焊接；

⑤对桩腿进行检验；

⑥检验合格后，将钻井平台下水进行升船试验，此时，桩腿建造至此全部完毕。

所述卡扣是由相互对应放置、且具有一定锥度的上、下插板和位于中间的垫板插接组成。

所述翻身卡子是由两个相互对应扣合并连接在一起的Ω形罩体以及设置在罩体上的两个挡绳柱组成。

本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其在钻井平台下水之前就完成所有桩腿的合拢工作，大大降低了升船的次数及施工难度，避免了由于反复升船对桩腿的磨损，缩短了桩腿合拢的周期，将合拢周期由数月缩减为约一个半月，提高了工作效率；同时，通过对桩腿分段预合拢，并利用合拢卡扣减少了高空组对作业的工作量，降低了高空施工难度，提高了桩腿的合拢精度；且节省大量工装材料，避免了采用大型浮吊所带来的高额费用。

附图说明：

图1为本发明齿条结构示意图。

图2为本发明接长后的齿条分段示意图。

图3为本发明单片预制示意图。

图4为本发明单片总组示意图。

图5为本发明桩腿预合拢示意图。

图6为本发明桩腿分段翻身示意图。

图7为本发明第一段桩腿插桩示意图。

图8为本发明第二段桩腿插桩示意图。

图9为本发明第三段桩腿插桩示意图。

图10为本发明第四段桩腿插桩示意图。

图11为本发明合拢卡扣示意图。

图12为本发明分段翻身卡扣示意图。

图中主要标号说明：

1.齿条小段、2.窗户板、3.齿条分段、4.水平支撑管、5.斜支撑管、6.桩腿分段、7.合拢口、8.履带吊、9.桩腿第一分段、10.履带吊、11.围井区、12.桩腿第二分段、13.履带吊、14.桩腿第三分段、15.桩腿第四分段、16.合拢卡扣、161上插板、162下插板、163垫板、17.翻身卡子、171罩体、172挡绳柱。

具体实施方式

本发明所有桩腿全部陆地接桩完毕后，再下水的建造。

如图1所示，为现有齿条小段1及窗户板2的结构状态。对接前，首先，要仔细查看齿条小段1的每根舷管的来料尺寸，主要有：端部齿距、端齿齿顶距、长度、平面度、挠度等，对于齿条小段1本身的偏差在组对时，需优化排列适当减少偏差。本发明采用以下步骤：

第一步，齿条接长：

如图2所示，将数条齿条小段1接长至一定长度的大的分段。接长之前，首先需要预制接长胎架，将预制胎架布置在接长场地，完毕后，将齿条小段1吊上胎架，并采用焊接的方式进行接长，接长后的状态为若干小的齿条小段1接长为一个大的齿条分段3。其工艺顺序为：

①齿条小段1对接；

②焊接齿条小段1；

③焊后检验；

④窗户板2对接；

⑤焊接窗户板2；

⑥检验；检验合格后，将接长后的齿条分段3运输到单片预制场地与支撑管进行组装。

第二步，单片预制：

如图3所示，单片预制需要专门的单片预制胎架，在专门的预制场地布置好胎架后，将接长后的齿条分段3放在胎架上，调整好齿条分段3的角度，然后组对支撑管，支撑管分为水平支撑管4和斜支撑管5，按照事先设计好的顺序分别组对和焊角水平支撑管4和斜支撑管5。其工艺顺序为：

①齿条分段3就位；

②支撑管就位；

③水平支撑管4和斜支撑管5组对；

④焊接水平支撑管4和斜支撑管5；

⑤检验。

第三步，桩腿分段6装配：

如图4所示，齿条分段3总装也在专门之场地和胎架上进行，将预制好的数个单片按照设计的顺序分别组对，组成空间三棱形，然后，再与齿条分段3进行焊接，形成一桩腿分段6。

桩腿分段6的装配的工艺顺序为：

①划地样线；

②检验；

③支胎；

④胎架定位检验；

⑤上左单片和右单片；

⑥上散装拉筋管；

⑦焊前检验；

⑧焊接；

⑨焊后检验；完成后，形成一桩腿分段6。

第四步，将桩腿分段6进行预合拢：

如图5所示，检验合格的桩腿分段6采用运输平板车运送至分段组装场地，进行各桩腿分段6预合拢工作，主要目的是将空中组对的尺寸控制在地面上进行，调整好对接尺寸后，在桩腿分段6合拢口7处焊接桩腿分段6合拢所使用的卡扣16。

如图11所示，卡扣16是由相互对应放置、且具有一定锥度的上、下插板161、162和位于中间的垫板163插接组成。在预合拢阶段，分段合拢口尺寸调整好以后，将卡扣16的上、下两插板161、162分别焊接到桩腿分段6的上、下两端，插入中间的垫板163不焊。其目的在于：将尺寸控制作业在预合拢阶段完成。在插桩合拢定位过程中，只需确保插板吻合，微调后即可保证组对精度，减少高空作业时间，提高合拢效率。

第五步：将桩腿分段6进行翻身：

如图6所示，桩腿分段6翻身时采用两台履带吊8、10，其中，一台用数根吊带分别绑缚在位于桩腿分段6端部的水平支撑管4上，另一侧则是在一根齿条分段的弦管上安装上一个特制的翻身卡子17，然后，再用一根吊带兜住翻身卡子17，进行翻身。

如图12所示，翻身卡子17是由两个相互对应扣合并连接在一起的Ω形罩体171以及设置在罩体上的两个挡绳柱172组成。其作用是在齿条分段翻身过程中，提高翻身效率的同时，保护齿条分段和吊带不受损坏。

第六步，将数个桩腿分段合拢为一整体桩腿。

如图7～图10所示，数个桩腿分段进行合拢的具体工艺顺序为：

①先在桩腿第一分段9上设置好检查点；

②翻身、插桩：

桩腿第一分段9翻身后，将桩腿第一分段9插入围井区11后与桩靴进行合拢，主要焊缝焊接完成后，再用两台履带吊8、10配合做桩腿第二分段12的翻身工作，桩腿第二分段12翻身后，用一台履带吊将桩腿第二分段12与桩腿第一分段9进行合拢。

③定位、焊接：

将位于上、下两段接口处的卡扣16，按照预合拢时的已经调整好的位置对正，即调整好定位尺寸，然后，进行齿条分段、斜拉筋焊接；

④重复上述步骤②直至在钻井平台下水之前将所有桩腿分段合拢的工作完成；本实施例为：将桩腿第二分段12与桩腿第一分段9的齿条分段焊接交验完成后，再进行桩腿第三分段14与桩腿第二分段12的合拢工作，尺寸的调整采用上述同样的方法，最后，合拢桩腿第四分段15，在钻井平台下水之前将所有桩腿分段合拢的工作完成；桩腿分段合拢时，着重调整桩腿分段处齿间距、上下挠度、拱高等尺寸，组对符合要求后，再焊接合拢卡扣固定，并开始施焊。焊接过程需要对称施焊，同时，对数根齿条分段同时施焊。桩腿分段合拢依次从第一分段到第N分段进行焊接，在钻井平台下水之前将所有桩腿合拢的工作完成。

⑤对桩腿进行检验；

⑥检验合格后，将钻井平台下水进行升船试验，此时，桩腿建造至此全部完毕。

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 (5)

1.一种自升式钻井平台桁架式桩腿的合拢方法，包括以下步骤：第一

步：齿条接长；第二步：单片预制；第三步：分段装配；其特征在于：继续采用以下步骤：

第四步，将桩腿分段进行预合拢，即：在桩腿分段合拢口处安装数个卡扣；

第五步：将桩腿分段进行翻身；

第六步，将数个桩腿分段合拢为一整体桩腿。

2.根据权利要求1所述的自升式钻井平台桁架式桩腿的合拢方法，其特征在于：所述第五步的具体方法是：桩腿分段翻身时采用两台履带吊，其中，一台用数根吊带分别绑缚在位于桩腿分段端部的水平支撑管上，另一侧则是在一根齿条分段的弦管上安装上一翻身卡子，然后，再用吊带兜住翻身卡子，进行翻身。

3.根据权利要求1所述的自升式钻井平台桁架式桩腿的合拢方法，其特征在于：所述第六步，数个桩腿分段合拢为一整体桩腿的具体工艺顺序为：

①先在桩腿第一分段上设置好检查点；

②翻身、插桩：

桩腿第一分段翻身后，将桩腿第一分段插入围井区后与桩靴进行合拢，主要焊缝焊接完成后，再用两台履带吊配合做桩腿第二分段的翻身工作，桩腿第二分段翻身后，用一台履带吊将桩腿第二分段与桩腿第一分段进行合拢；

③定位、焊接：

将位于上、下两段接口处的卡扣，按照预合拢时的已经调整好的位置对正；然后，进行齿条分段、斜拉筋焊接；

④重复上述步骤②直至在钻井平台下水之前将所有桩腿分段合拢的工作完成；桩腿分段合拢依次从第一分段到第N分段进行焊接；

⑤对桩腿进行检验；

⑥检验合格后，将钻井平台下水进行升船试验，此时，桩腿建造至此全部完毕。

4.根据权利要求1所述的自升式钻井平台桁架式桩腿的合拢方法，其特征在于：所述卡扣是由相互对应放置、且具有一定锥度的上、下插板和位于中间的垫板插接组成。

5.根据权利要求2所述的自升式钻井平台桁架式桩腿的合拢方法，其特征在于：所述翻身卡子是由两个相互对应扣合并连接在一起的Ω形罩体以及设置在罩体上的两个挡绳柱组成。

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