CN104074193B - 自升式钻井平台桩腿柔性胎具 - Google Patents

Abstract

一种自升式钻井平台桩腿柔性胎具，可用于不同型号的自升式钻井平台的桩腿建造，其属于船舶与海洋结构物制造领域。这种自升式钻井平台桩腿柔性胎具针对由于不同型号钻井平台的齿条板尺寸不同，半圆管半径不同导致自升式钻井平台桩腿建造中使用的专用胎具通用性差、增加建造工时和成本的缺点研制开发，能满足常见型号的平台桩腿建造要求。根据不同型号的平台桩腿尺寸调节胎具上的调节螺栓，可用于不同型号的平台桩腿，同时可进行桩腿角度的微调，支撑立柱采用多个标准件的组合满足不同支撑高度的要求，胎具的多产品通用性提高，可减少胎具制作工时、节约建造成本，从而提高海洋工程的建造效率，缩短建造周期。

Description

自升式钻井平台桩腿柔性胎具

技术领域

本发明涉及一种自升式钻井平台桩腿柔性胎具，可用于不同型号的自升式钻井平台的桩腿建造，其属于船舶与海洋结构物制造领域。

背景技术

在自升式钻井平台桩腿的建造过程中，桩腿胎具是必需的工装设备，除了在建造过程中能够对桩腿起支撑和定位作用，更重要的是要保证桩腿的直线度。目前桩腿胎具的典型结构主要由胎具基础、胎箱和胎架等三部分组成。

由于不同型号平台桩腿的齿条板尺寸不同，半圆板半径不同，以及桩腿分段重量不同，目前自升式平台桩腿建造中使用的基本都是专用胎具，即桩腿胎具是针对某特定平台产品的尺寸进行设计和制造，如果建造其他型号的平台桩腿，还需要对桩腿胎具进行重新设计和制造，既造成原有胎具的浪费，又增加了新胎具建造的工时和成本。

因此，设计自升式钻井平台桩腿柔性胎具，提高胎具的多产品通用性，能够满足目前常见的平台桩腿建造要求，对于减少胎具制作工时、节约建造成本、提高海洋工程的建造效率具有十分重要的意义。

发明内容

为实现不同型号的平台桩腿的建造，本发明提供一种自升式钻井平台桩腿柔性胎具，该柔性胎具应在一定范围内提供平台桩腿的支撑和定位，具有通用性强、调节简单、节省建造工时的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自升式钻井平台桩腿柔性胎具，它采用二个胎箱和一个胎架支承三个把二个半圆件焊接在齿条上的工件。所述胎箱上设有多个调节纵向位移、横向位移和角位移的螺栓螺母调节机构和一个盖板，胎架采用多个标准立柱和非标立柱相结合，在非标立柱上设置调节纵向位移、横向位移和角位移的的螺栓螺母调节机构；在所述胎箱上支承第一工件并用盖板固定住，在另一个胎箱上支承第二工件并用盖板固定住，在胎架上支承第三工件，用螺栓螺母调节机构调整第一工件、第二工件和第三工件的位置构成等边三角形结构，所述工件的齿条的中心与等边三角形的角顶点重合，齿条的侧面与等边三角形的对边平行。

所述螺栓螺母调节机构让螺母固定在与工件的调整点相一致的胎箱和非标立柱上，采用螺栓与螺母配合对工件加力。

所述胎箱采用内侧板、外侧板、第一立板、第二立板和底板构成的箱式结构，在第一立板和第二立板上各设有一个采用二个销轴固定的盖板。

所述胎箱一侧的立板和盖上共设有五个螺栓螺母调节机构。

所述胎架的底部设有一个非标立柱座。

所述非标立柱上共设有四个螺栓螺母调节机构。

所述多个标准立柱和非标立柱的连接处设有连接法兰，采用螺栓互相固定连接。

上述的自升式钻井平台桩腿柔性胎具用于自升式平台的卧式建造，位于自升式平台下方，每隔一定的距离有一对胎具，起支撑平台和调整平台桩腿位置和角度的作用。建造过程中需保证齿条的直线度，要求其与水平方向夹角是60°以保证三个桩腿中心围成的是等边三角形。现场吊放齿条到胎具上时不太可能保证倾斜角度与要求一致，需调整齿条的倾斜角度。胎箱上第一调整螺栓、第二调整螺栓和第三调整螺栓用于调整不同方向的位移，其中第二调整螺栓和第三调整螺还主要参与承担平台的重量。盖板上设有二个第四调整螺可控制齿条倾斜角度。支撑立柱是由非标立柱、标准立柱和非标立柱座组成，为提高标准立柱的通用性，中间通过相同型号的法兰连接。本方案中为使得平台胎管尺寸变化后，为实现螺栓仍能发挥很好的支撑和调节作用，故需保证胎管尺寸变化后胎箱模板上水平螺栓和垂向螺栓力的作用点仍在胎管圆心的位置。对于不同尺寸的平台桩腿，吊装平台桩腿定位时以下侧胎管的圆心为基准点。当平台尺寸变化后，盖板上两个螺栓重新根据齿条尺寸的变化调整盖板上螺栓的位置。胎箱模板上斜向螺栓的位置也根据齿条尺寸的变化相应进行调整。为避免各个胎箱模板上倾斜螺栓作用点落在齿顶以外的位置，可在胎箱斜向螺栓和齿条之间加垫板，以保护齿条不受破坏和稳定斜向螺栓的作用位置。立柱高度主要由一系列不同高度的标准件组成，不同平台尺寸支撑高度的变化可通过调整标准件的组合和改变非标立柱座的高度实现。同时非标立柱上设有分别和调节顶部桩腿位置和倾斜角度的调整螺栓，以满足顶部桩腿的校准要求。

本发明的有益效果是：这种自升式钻井平台桩腿柔性胎具针对由于不同型号钻井平台的齿条板尺寸不同，半圆管半径不同导致自升式钻井平台桩腿建造中使用的专用胎具通用性差、增加建造工时和成本的缺点研制开发，能满足常见型号的平台桩腿建造要求。根据不同型号的平台桩腿尺寸调节胎具上的调节螺栓，可用于不同型号的平台桩腿，同时可进行桩腿角度的微调，支撑立柱采用多个标准件的组合满足不同支撑高度的要求，胎具的多产品通用性提高，可减少胎具制作工时、节约建造成本，从而提高海洋工程的建造效率，缩短建造周期。

附图说明

下面结合附图和实施方法对本发明作进一步说明。

图1是一种自升式钻井平台桩腿柔性胎具的总体结构图。

图2是图1中的Ⅰ（胎箱调整工件时的结构）放大图。

图3是图2中胎箱的左视图。

图4是图1中的Ⅱ（非标立柱上部调整工件时的结构）放大图。

图5是图1中的Ⅲ（法兰连接）放大图。

图中：1、胎箱，1a、内侧板，1b、外侧板，1c、第一立板，1d、第二立板，2、盖板，2a、销轴，3、垫板，4、胎箱座，5、第一调整螺母，5a、第一调整螺栓，6、第二调整螺母，6a、第二调整螺栓，7、第三调整螺母，7a、第三调整螺栓，8、第四调整螺母，8a、第四调整螺栓，9、第五调整螺母，9a、第五调整螺栓，10、第六调整螺母，10a、第六调整螺栓，11、非标立柱，12、第一标准立柱，13、第二标准立柱，14、非标立柱座，15、立柱座板，16、第一工件，17、第二工件，18、第三工件，19、齿条，20、半圆件，21、连接杆，22、法兰连接螺栓。

具体实施方式

图1示出了一种自升式钻井平台桩腿柔性胎具的总体结构图。图中，胎架由一个非标立柱11、二个第一标准立柱12、二个第二标准立柱13和一个固定在地面上的非标立柱座14组合在一起，非标立柱11和非标立柱座14可以根据产品要求采用不同的高度，第一标准立柱12和第二标准立柱13可以根据产品要求采用不同的数量来组合。在胎箱1上支承第一工件16并用盖板2固定住，在另一个胎箱1上支承第二工件17并用盖板2固定住，在胎架上支承第三工件18，用螺栓螺母调节机构调整第一工件16、第二工件17和第三工件18的位置构成等边三角形结构，工件的齿条19的中心与等边三角形的角顶点重合，齿条19的侧面与等边三角形的对边平行。第一工件16、第二工件17和第三工件18通过连接杆21焊接在一起组成等边三角形。上述胎具的适用工件范围：半圆件20的直径为150-380mm，等边三角形的顶点到对边的垂直高度为7.5-16m。

图2、3、4示出了调整工件时的结构状态图。胎箱1采用内侧板1a、外侧板1b、第一立板1c、第二立板1d和底板焊接在一起构成箱式结构，在第一立板1c和第二立板1d上各设有一个采用二个销轴2a固定的盖板2，胎箱座4固定在地面上，胎箱1通过垫板3与胎箱座4连接。在第二立板1d的适当位置焊接第一调整螺母5、第二调整螺母6和第三调整螺母7，盖板2通过二个销轴2a固定在胎箱1第二立板1d上，在盖板2上焊接二个第四调整螺母8，采用第一调整螺栓5a、第二调整螺栓6a、第三调整螺栓7a和二个第四调整螺栓8a通过各自的调整螺母调整第一工件16和第二工件17的位置。非标立柱11两侧分别焊接二个第五调整螺母9和二个第六调整螺母10，采用二个第五调整螺栓9a和二个第六调整螺栓10a通过各自的调整螺母调整第三工件18的位置。

图5示出了法兰连接图。非标立柱11、标准立柱和非标立柱座14的连接处设有连接法兰，法兰通过法兰连接螺栓22紧固。

上述的装置建成后，根据平台尺寸调整第一立板1d上第三调整螺栓7a和盖板2上第四调整螺栓8a的位置，以满足不同平台尺寸对胎具的要求。根据平台桩腿间距对胎箱1进行定位，并固定胎箱1的位置。根据半圆件20的尺寸粗略调整第二立板1d上第一调整螺栓5a、第二调整螺栓6a和第三调整螺栓7a的位置，移除盖板左上方销轴2a打开盖板2。根据不同型号平台所需的支撑立柱高度确定第一标准立柱12、第二标准立柱13和非标立柱11的组合。用吊车将桩腿吊到指定位置，扣上盖板2，固定盖板2左上方的销轴2a。检查桩腿的直线度和齿条19的倾斜角度，若不满足要求，调整相应调整螺栓位置，直到满足要求。工作完毕后切割胎箱1和胎箱座4之间的垫板3以保护胎箱1不被破坏，卸除立柱各构件之间的法兰连接螺栓22。在平台型号变化时，根据平台的尺寸移动第二立板1d上第三调整螺母7和第三调整螺栓7a的位置，同时移动盖板2上第四调整调整螺母8和第四调整螺栓8a的位置，同时根据平台尺寸对立柱高度的要求改变非标立柱11和标准立柱的组合。二个第五调整螺母9焊接在非标立柱11的一侧，二个第六调整螺母焊接在非标立柱11的另一侧。二个第五调整螺栓9a和二个第六调整螺栓10a分别用于调整第三构件18上齿条19的水平度和位置。第三工件18吊上后，需通过调节第五调整螺栓9a和第六调整螺栓10a，实现桩腿的校准。方案可通过微小的调整，满足不同尺寸平台对胎箱和立柱的要求，提高胎箱1和立柱的重复使用率，减少胎箱和立柱的制作工时，提高生产效率，缩短建造周期。

Claims (7)

1.一种自升式钻井平台桩腿柔性胎具，它采用二个胎箱（1）和一个胎架支承三个把二个半圆件（20）焊接在齿条（19）上的工件，其特征在于：所述胎箱（1）上设有多个调节纵向位移、横向位移和角位移的螺栓螺母调节机构和一个盖板（2），胎架采用多个标准立柱和非标立柱（11）相结合，在非标立柱（11）上设置调节纵向位移、横向位移和角位移的的螺栓螺母调节机构；在所述胎箱（1）上支承第一工件（16）并用盖板（2）固定住，在另一个胎箱（1）上支承第二工件（17）并用盖板（2）固定住，在胎架上支承第三工件（18），用螺栓螺母调节机构调整第一工件（16）、第二工件（17）和第三工件（18）的位置构成等边三角形结构，所述工件的齿条（19）的中心与等边三角形的角顶点重合，齿条（19）的侧面与等边三角形的对边平行。

2.根据权利要求1所述的自升式钻井平台桩腿柔性胎具，其特征在于：所述螺栓螺母调节机构让螺母固定在与工件的调整点相一致的胎箱（1）和非标立柱（11）上，采用螺栓与螺母配合对工件加力。

3.根据权利要求2所述的自升式钻井平台桩腿柔性胎具，其特征在于：所述胎箱（1）采用内侧板（1a）、外侧板（1b）、第一立板（1c）、第二立板（1d）和底板构成的箱式结构，在第一立板（1c）和第二立板（1d）上各设有一个采用二个销轴（2a）固定的盖板（2）。

4.根据权利要求3所述的自升式钻井平台桩腿柔性胎具，其特征在于：所述胎箱（1）一侧的立板和盖板（2）上共设有五个螺栓螺母调节机构。

5.根据权利要求2所述的自升式钻井平台桩腿柔性胎具，其特征在于：所述胎架的底部设有一个非标立柱座（14）。

6.根据权利要求1所述的自升式钻井平台桩腿柔性胎具，其特征在于：所述非标立柱（11）上共设有四个螺栓螺母调节机构。

7.根据权利要求4所述的自升式钻井平台桩腿柔性胎具，其特征在于：所述多个标准立柱和非标立柱（11）的连接处设有连接法兰，采用螺栓互相固定连接。