CN104878732A - 一种钻井平台桩腿固桩架及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻井平台桩腿固桩架制作工艺，所述固桩架制作工艺的步骤主要包括筒节单元卷制、筒体两侧齿条升降区域结构建造以及固桩架分段总组三个步骤；所述筒节单元的卷制流程为数控无余量切割下料、筒节单元壁四等分划线、划线复验、开出环缝及纵缝坡口、压机预弯、卷板机卷板、测内圆尺寸、校正并定位、点焊并作焊前检查、打底焊、校圆以及筒节单元完工检验；其中在筒节单元卷制前应制作内圆弧样板与外圆弧样板。本发明优点在于：本发明的固桩架制作工艺，制作工艺简单有序，提高了固桩架的建造速度和建造质量。

Description

一种钻井平台桩腿固桩架及其制作工艺

技术领域

本发明涉及及海洋工程及船舶建造技术领域，特别涉及一种钻井平台桩腿固桩架及其制作工艺。

背景技术

在海洋油气资源开发过程中，钻井平台主要用于打探油气井，也可用于打生产井、修井作业，也可作为早期生产中的钻采平台，这些主要功能的实现，主要依赖于其特殊部件如桩腿、升降系统、锁紧装置以及悬臂梁等的应用。

钻井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，固桩架是与桩腿紧密相连的构件，是升降系统的载体，为桩腿升降提供导向，起到连接桩腿和主船体的作用。

目前固桩架在制作时，易返工，且固桩架分段制作精度低，影响了固桩架的建造质量和建造速度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种提高固桩架制作精度、建造质量和建造速度的钻井平台桩腿固桩架制作工艺。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种钻井平台桩腿固桩架制作工艺，其创新点在于：所述固桩架制作工艺的步骤主要包括筒节单元卷制、筒体两侧齿条升降区域结构建造以及固桩架分段总组三个步骤。

进一步地，所述筒节单元的卷制流程为数控无余量切割下料、筒节单元壁四等分划线、划线复验、开出环缝及纵缝坡口、压机预弯、卷板机卷板、测内圆尺寸、校正并定位、点焊并作焊前检查、打底焊、校圆以及筒节单元完工检验；其中在筒节单元卷制前应制作内圆弧样板与外圆弧样板。

进一步地，所述筒节单元卷制采用板厚为38mm的钢板。

进一步地，所述内圆弧样板与外圆弧样板长长度不小于600mm。

进一步地，所述筒节单元卷制成型达到设计要求时，调整纵缝对口的错边量和间隙，钢板左右对口错边量≤1mm，厚度错边量≤1mm,合格后进行点焊，点焊长度不小于20mm，间距不大于300mm，以保证筒节单元从三星辊吊离时焊接不会开裂。

进一步地，所述筒体两侧齿条升降区域结构建造的具体步骤如下：

（1）   胎架准备：胎架呈格栅状，由若干纵横交错的板体连接而成；

（2）   装配：装配流程为下侧板上胎架定位安装、内部隔板组立结构上胎架装焊、上侧板安装定位、底板安装、挡板安装以及检验，其中内隔板内场小组立单独拼焊制作，内隔板组立安装定位应控制面板距下侧板边沿的尺寸；下侧板平面度焊前控制在3mm之内，下侧板边沿要与底板对齐装配；底板焊前平面度控制在3mm之内，焊接时纵向焊缝采用对称多道焊，控制焊接变形；检验时测量整体平面度及拱度数据，校正上侧板与下侧板中心线。

进一步地，所述固桩架分段总组的具体步骤如下：

（1）   筒节单元处理：每个筒节单元纵缝对齐并只做一道打底焊，焊后检测回圆，检测后在每个筒节单元内壁安装一加强内圈；

（2）   筒体制作：以五个筒节单元为一组依序上滚轮架对接环缝，对接时保证纵缝均在一条线上，并按图纸要求留足长度方向余量；筒节单元对接完成后形成一筒体，参照之前筒体单元四等分线的位置，整体检测后重新勘划四等分线，确定筒体圆心位置；

（3）   筒体上总组胎架定位：总组胎架由五个沿水平方向并列设置的定位胎架组成，该定位胎架包括上端面具有弧形凹槽的凹模板以及凹模板下端面两侧的支撑柱；以组成筒体的各筒体单元四等分线及圆心为基准使筒体上总组胎架定位，定位时要求纵向水平度控制在±1.0mm之内，高度方向四等分线垂直度控制在±1.0mm之内；

（4）   安装齿条升降区域结构：筒体需要开口位置划线并报检合格后，搭设半自动切割平台，以水平方向对筒体切割开口；切割时先切割一边的开口并在开口位置采用马板加固，测量筒体变形，然后再切割另外一边的开口；安装齿条升降区域结构安装定位时，控制好马达安装位置中心线与筒体中心线之间的间距在2145±1.0mm之内，定位结束并报检合格后，两侧对称多道焊进行焊接施工；

（5）   检验：固桩架装配工作结束后，测量整体变形，根据实际变形情况重新勘划结构四等分中心线，该中心线作为机加工的定位基准线，由质检转交给机加工厂。

进一步地，所述步骤（5）中，固桩架机加工前按上述中心线定位后，必须经过检测合格才能动刀，控制左右中心线水平度在±1.0mm之内，上下中心线垂直度在±1.0mm之内。

本发明的优点在于：

（1）本发明的固桩架制作工艺，首先制作筒节单元和筒体两侧齿条升降区域结构建造，然后进行固桩架分段总组，该制作工艺简单有序，提高了固桩架的建造速度；

（2）筒节单元卷制时，卷制流程简单，每个筒节单元壁均划出四等分线，同时开出环缝及纵缝坡口从而便于后序筒节单元对接；其中制作筒节单元的材料选用板厚为38mm的钢板，该钢板强度高满足了固桩架结构的要求；另外在筒节单元卷制前制作内圆弧样板与外圆弧样板，从而控制筒节单元的卷制精度；筒节单元卷制成型时，调整纵缝对口的错边量和间隙，钢板左右对口错边量≤1mm，厚度错边量≤1mm,合格后进行点焊，点焊长度不小于20mm，间距不大于300mm，从而保证筒节单元从三星辊吊离时焊接不会开裂；

（3）筒体两侧齿条升降区域结构建造时，对齿条升降区域结构的垂直度、直线度、焊后平面度等进行了精度控制；同时焊接时纵向焊缝采用对称多道焊，从而控制焊接变形；

（4）固桩架分段总组时，筒体制作时通过参照之前筒体单元四等分线的位置，整体检测后重新勘划四等分线，确定筒体圆心位置，保证筒体的精度；另外筒体上总组胎架定位，纵向水平度控制在±1.0mm之内，高度方向四等分线垂直度控制在±1.0mm之内，提高了总组胎架的定位精度；安装齿条升降区域结构时马达安装位置中心线与筒体中心线之间的间距在2145±1.0mm之内，提高了齿条升降区域结构的安装精度，同时采用两侧对称施焊来提高焊接效率；

（5）固桩架机加工前，控制左右中心线水平度在±1.0mm之内，上下中心线垂直度在±1.0mm之内，提高了固桩架的总组精度。

附图说明

图1为目前钻井平台桩腿固桩架的结构示意图。

图2为目前钻井平台桩腿固桩架的侧视图。

图3为目前钻井平台桩腿固桩架中齿条升降区域结构的俯视图。

图4为目前钻井平台桩腿固桩架中齿条升降区域结构的侧视图。

图5为本发明钻井平台桩腿固桩架制作工艺中筒节单元的结构示意图。

图6为本发明钻井平台桩腿固桩架制作工艺中筒节单元的主视图。

图7为本发明钻井平台桩腿固桩架制作工艺中筒节单元卷制前内圆弧样板的结构示意图。

图8为本发明钻井平台桩腿固桩架制作工艺中筒节单元卷制前外圆弧样板的结构示意图。

图9为本发明钻井平台桩腿固桩架制作工艺中齿条升降区域结构建造的胎架结构示意图。

图10为本发明钻井平台桩腿固桩架制作工艺中齿条升降区域结构的制作流程图。

图11为本发明钻井平台桩腿固桩架制作工艺固桩架分段总组中第一步的结构示意图。

图12为本发明钻井平台桩腿固桩架制作工艺固桩架分段总组中第二步的结构示意图。

图13为本发明钻井平台桩腿固桩架制作工艺固桩架分段总组中第三步的结构示意图。

图14为本发明钻井平台桩腿固桩架制作工艺固桩架分段总组中第三步的侧视图。

图15为本发明钻井平台桩腿固桩架制作工艺固桩架分段总组中第四步的结构示意图。

图16为本发明钻井平台桩腿固桩架制作工艺固桩架分段总组中第四步的侧视图。

图17为本发明钻井平台桩腿固桩架制作工艺固桩架分段总组中第四步的俯视图。

具体实施方式

实施例1

本发明公开了一种钻井平台桩腿固桩架制作工艺，其涉及到的固桩架结构如图1至图4所示，固桩架包括筒体以及筒体两侧的齿条升降区域结构，所述筒体由若干同轴设置的筒节单元1依次首尾连接而成，每个筒节单元1内壁均焊接由加强内圈2，所述筒体两侧均开有沿轴向延伸并与齿条升降区域结构连接的纵缝3；所述齿条升降区域结构包括两个上下平行且水平设置的上侧板4和下侧板5、上侧板4与下侧板5之间的内隔板6以及上侧板4与下侧板5侧边的底板7，所述上侧板4与下侧板5的长轴方向上分布有若干马达安装孔8，相邻两个马达安装孔8的之间上侧板4上端面和下侧板5下端面上还设置有挡板9。

上述制作工艺步骤主要包括筒节单元1卷制、筒体两侧齿条升降区域结构建造以及固桩架分段总组三个步骤；

（1）筒节单元制作：如图5至图8所示，筒节单元1卷制采用板厚为38mm的钢板，卷制流程为数控无余量切割下料、在筒节单元1内壁划出四等分线a、划线复验、开出环缝10及纵缝3的坡口、压机预弯、卷板机卷板、测内圆尺寸、校正并定位、点焊并作焊前检查、打底焊、校圆以及筒节单元1完工检验；其中在筒节单元1卷制前应制作内圆弧样板12与外圆弧样板13，该内圆弧样板12与外圆弧样板13长长度不小于600mm；

（2）筒体两侧齿条升降区域结构建造的具体步骤如下：

第一步，胎架准备：如图9所示，胎架呈格栅状，由若干纵横交错的板体18连接而成；

第二步，装配：如图10所示，装配流程为下侧板5上胎架定位安装、内部隔板6组立结构上胎架装焊、上侧板4安装定位、底板7安装、挡板8安装以及检验，其中内隔板6内场小组立单独拼焊制作，内隔板6组立安装定位应控制面板距下侧板边沿的尺寸；下侧板5平面度焊前控制在3mm之内，下侧板5边沿要与底板7对齐装配；底板7焊前平面度控制在3mm之内，焊接时纵向焊缝采用对称多道焊，控制焊接变形；检验时测量整体平面度及拱度数据，校正上侧板4与下侧板5中心线；

（3）      固桩架分段总组的具体步骤如下：

第一步，筒节单元处理：如图11所示，每个筒节单元纵缝3对齐并只做一道打底焊，焊后检测回圆，检测后在每个筒节单元1内壁安装一加强内圈2；

第二步，筒体制作：如图12所示，以五个筒节单元1为一组依序上滚轮架14对接环缝，对接时保证纵缝3均在一条线上，并按图纸要求留足长度方向余量；筒节单元1对接完成后形成一筒体，参照之前筒体单元四等分线的位置，整体检测后重新勘划四等分线，确定筒体圆心位置；

第三步，筒体上总组胎架定位：如图13和14所示，总组胎架由五个沿水平方向并列设置的定位胎架15组成，该定位胎架15包括上端面具有弧形凹槽的凹模板16以及凹模板16下端面两侧的支撑柱17；以组成筒体的各筒体单元1四等分线及圆心为基准使筒体上总组胎架定位，定位时要求纵向水平度控制在±1.0mm之内，高度方向四等分线垂直度控制在±1.0mm之内；

第四步，安装齿条升降区域结构：如图15至图17所示，筒体纵缝3需要开口位置划线并报检合格后，搭设半自动切割平台，以水平方向对筒体切割开口；切割时先切割一边的开口并在开口位置采用马板加固，测量筒体变形，然后再切割另外一边的开口；安装齿条升降区域结构安装定位时，控制好马达安装位置中心线b与筒体中心线c之间的间距在2145±1.0mm之内，定位结束并报检合格后，两侧对称多道焊进行焊接施工；

第五步，检验：固桩架装配工作结束后，测量整体变形，根据实际变形情况重新勘划结构四等分中心线，该中心线作为机加工的定位基准线，由质检转交给机加工厂。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，在筒节单元制作步骤中，当筒节单元1卷制成型达到设计要求时，调整纵缝对口的错边量和间隙，钢板左右对口错边量≤1mm，厚度错边量≤1mm,合格后进行点焊，点焊长度不小于20mm，间距不大于300mm，以保证筒节单元1从三星辊吊离时焊接不会开裂

实施例3

本实施例在实施例1的基础上，在固桩架分段总组中的第五步中，固桩架机加工前按上述中心线定位后，必须经过检测合格才能动刀，控制左右中心线水平度在±1.0mm之内，上下中心线垂直度在±1.0mm之内。

  以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1. 一种钻井平台桩腿固桩架制作工艺，其特征在于：所述固桩架制作工艺的步骤主要包括筒节单元卷制、筒体两侧齿条升降区域结构建造以及固桩架分段总组三个步骤。

2.根据权利要求1所述的钻井平台桩腿固桩架制作工艺，其特征在于：所述筒节单元的卷制流程为数控无余量切割下料、筒节单元壁四等分划线、划线复验、开出环缝及纵缝坡口、压机预弯、卷板机卷板、测内圆尺寸、校正并定位、点焊并作焊前检查、打底焊、校圆以及筒节单元完工检验；其中在筒节单元卷制前应制作内圆弧样板与外圆弧样板。

3.根据权利要求2所述的钻井平台桩腿固桩架制作工艺，其特征在于：所述筒节单元卷制采用板厚为38mm的钢板。

4.根据权利要求2所述的钻井平台桩腿固桩架制作工艺，其特征在于：所述内圆弧样板与外圆弧样板长长度不小于600mm。

5.根据权利要求2所述的钻井平台桩腿固桩架制作工艺，其特征在于：所述筒节单元卷制成型达到设计要求时，调整纵缝对口的错边量和间隙，钢板左右对口错边量≤1mm，厚度错边量≤1mm,合格后进行点焊，点焊长度不小于20mm，间距不大于300mm，以保证筒节单元从三星辊吊离时焊接不会开裂。

6.根据权利要求2所述的钻井平台桩腿固桩架制作工艺，其特征在于：所述筒体两侧齿条升降区域结构建造的具体步骤如下：

胎架准备：胎架呈格栅状，由若干纵横交错的板体连接而成；

装配：装配流程为下侧板上胎架定位安装、内部隔板组立结构上胎架装焊、上侧板安装定位、底板安装、挡板安装以及检验，其中内隔板内场小组立单独拼焊制作，内隔板组立安装定位应控制面板距下侧板边沿的尺寸；下侧板平面度焊前控制在3mm之内，下侧板边沿要与底板对齐装配；底板焊前平面度控制在3mm之内，焊接时纵向焊缝采用对称多道焊，控制焊接变形；检验时测量整体平面度及拱度数据，校正上侧板与下侧板中心线。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的钻井平台桩腿固桩架制作工艺，其特征在于：所述固桩架分段总组的具体步骤如下：

筒节单元处理：每个筒节单元纵缝对齐并只做一道打底焊，焊后检测回圆，检测后在每个筒节单元内壁安装一加强内圈；

筒体制作：以五个筒节单元为一组依序上滚轮架对接环缝，对接时保证纵缝均在一条线上，并按图纸要求留足长度方向余量；筒节单元对接完成后形成一筒体，参照之前筒体单元四等分线的位置，整体检测后重新勘划四等分线，确定筒体圆心位置；

筒体上总组胎架定位：总组胎架由五个沿水平方向并列设置的定位胎架组成，该定位胎架包括上端面具有弧形凹槽的凹模板以及凹模板下端面两侧的支撑柱；

以组成筒体的各筒体单元四等分线及圆心为基准使筒体上总组胎架定位，定位时要求纵向水平度控制在±1.0mm之内，高度方向四等分线垂直度控制在±1.0mm之内；

安装齿条升降区域结构：筒体需要开口位置划线并报检合格后，搭设半自动切割平台，以水平方向对筒体切割开口；切割时先切割一边的开口并在开口位置采用马板加固，测量筒体变形，然后再切割另外一边的开口；安装齿条升降区域结构安装定位时，控制好马达安装位置中心线与筒体中心线之间的间距在2145±1.0mm之内，定位结束并报检合格后，两侧对称多道焊进行焊接施工；

检验：固桩架装配工作结束后，测量整体变形，根据实际变形情况重新勘划结构四等分中心线，该中心线作为机加工的定位基准线，由质检转交给机加工厂。

8.根据权利要求7所述的钻井平台桩腿固桩架制作工艺，其特征在于：所述步骤（5）中，固桩架机加工前按上述中心线定位后，必须经过检测合格才能动刀，控制左右中心线水平度在±1.0mm之内，上下中心线垂直度在±1.0mm之内。