CN104878733B - 一种钻井平台桩腿分段合拢工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻井平台桩腿分段合拢工艺，所述方法主要为在平台插桩定位完成之后，进行海上桩腿的吊装合拢；合拢前将吊装桩腿由下至上划分成五段，包括第一桩腿分段、第二桩腿分段、第三桩腿分段、第四桩腿分段A和第四桩腿分段B；吊装方式为采用浮吊合拢第一桩腿分段、第二桩腿分段和第三桩腿分段，采用履带吊合拢第四桩腿分段A和第四桩腿分段B。本发明的优点在于：本发明的桩腿合拢方法将桩腿结构分为三大段、两小段建造，同时合理的采用浮吊和履带吊切换，减小了工作量，合拢周期缩短了约两个月。

Description

一种钻井平台桩腿分段合拢工艺

技术领域

本发明涉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分段合拢工艺。

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，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。桩腿是钻井平台的关键部位，当钻井平台实施作业的时候，需通过升降机构将平台举升到海面以上安全高度，接着进行桩腿的插桩，并由桩靴来支撑整个平台。

目前，桩腿的合拢方法主要有三种：

1、水上拖移安装方法，主要步骤包括：平台预定海域插桩；安装拖移机构；海吊起吊桩腿分段至拖移机构，借助升降装置使平台升到指定高度；用拖移机构实现合拢；下降平台进行下一周期合拢。该水上拖移安装方法优点是：无需大型海吊，缺点是需要船体( 即，平台) 升降，在船体升降过程中平台上无法施工，增加了合拢时间，降低了工作效率；而且平台升降次数极为有限，缩短了平台使用寿命；

2、深海合拢方法：先建立基层桩腿分段，后将平台驶入深海区域，用驳船运送桩腿分段的合拢区域，使用导轨或海吊将桩腿分段合拢到基层桩腿分段上；合拢完毕后下降桩腿，进行新一个周期的合拢，在合拢时，平台始终处于漂浮状态。该种方法的优点在于：由于合拢地点选择在深海，合拢时无需上升平台( 平台始终处于漂浮状态)，只需下降桩腿即可满足合拢条件。该种方法的缺点是：由于平台驶入深海中，合拢受海况影响非常严重，对海风，海浪，海涌有严格要求，远程海上运输桩腿分段耗资较大。

3、升船滑移合拢：升船滑移合拢的实施需配套制作三套合拢工装，合拢工装与船体结构焊接，升船前将桩腿分段吊装至合拢工装上，再升船至指定高度，通过合拢工装上的滑道将桩腿分段拖移到位。采用升船滑移合拢，桩腿分段需划分成小节段制作，以便升船及桩腿分段拖移。

浮吊吊装合拢是目前普遍的应用手段，浮吊吊装合拢需依托大型浮吊，将制作成型的桩腿分段直接吊装到位，但对浮吊的最大起升高度及起重量有较高要求。因受制于浮吊的起重能力，国内外普遍将桩腿划分成小节段制作，所以通常只能采用升船滑移合拢，且相关技术已较为成熟，但合拢工作量大，合拢周期长一直使其不能得到长足的发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种合拢工作量小且合拢周期短的钻井平台桩腿分段合拢工艺。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种钻井平台桩腿分段合拢工艺，其创新点在于：所述方法主要为在平台插桩定位完成之后，进行海上桩腿的吊装合拢；合拢前将吊装桩腿由下至上划分成五段，包括第一桩腿分段、第二桩腿分段、第三桩腿分段、第四桩腿分段A和第四桩腿分段B；吊装方式为采用浮吊合拢第一桩腿分段、第二桩腿分段和第三桩腿分段，采用履带吊合拢第四桩腿分段A和第四桩腿分段B。

进一步地，所述海上桩腿吊装合拢的具体步骤如下：

（1）桩腿分段就位：把第一桩腿分段、第二桩腿分段、第三桩腿分段、第四桩腿分段A和第四桩腿分段B预先移到码头位置，以方便吊装；

（2）桩腿分段定位：在各桩腿分段上焊接对应的辅助定位工装；

（3）吊点设置：将各桩腿分段水平设置，在各桩腿分段长轴方向的两端分别设置一前部吊点和一下部吊点，该前部吊点与下部吊点分别通过两根吊绳扣在桩腿分段两端同一侧的两个弦管上；

（4）吊装合拢：采用浮吊按顺序从下往上依次吊装第一桩腿分段、第二桩腿分段和第三桩腿分段并进行合拢，同时采用履带吊吊装第四桩腿分段A和第四桩腿分段B并进行合拢；

起吊时前部吊点与下部吊点同时工作，使各桩腿分段离开码头平台，当桩腿分段离开码头平台至一定高度后，下部吊点停止工作，前部吊点继续起吊使桩腿由倾斜直至垂直完成翻身动作，最后释放下部吊点，由前部吊点将桩腿分段由码头吊运至平台上并利用辅助定位工装进行定位；

定位完成后在齿条板反面用马板固定后，至少需加固两块马板，马板与齿条焊接面需要全焊透，确认牢固之后才能让浮吊脱钩，齿条板合拢口焊接工作完成之后，拆除导向定位支座及固定马板，打磨修补齿条面，最后安装合拢窗户板；

（5）安装散装斜撑管：各桩腿分段全部合拢到位后再统一安装散装斜撑管，斜撑管可以预先运到甲板上散吊，也可在桩腿分段吊装之前绑扎固定桩腿分段上，在不影响吊装的前提下尽量靠近合拢口位置，桩腿分段合拢后，采用手拉葫芦吊到平台上按下图要求安装；

（6）检验：桩腿合拢完成后桩腿总高度公差控制在±20mm之内，高度公差以沉垫及桩腿基线作为测量基准；整根桩腿合拢后的挠度公差控制在±20mm之内，挠度公差以桩腿纵向及横向中心线作为检察基准；整根桩腿的垂直度公差控制在±10mm之内，垂直度公差以桩腿纵向及横向中心线作为测量基准。

进一步地，所述步骤（1）中，桩腿分段就位后，在码头平台上对各桩腿分段做预合拢测量，主要测量合拢口齿间距、弦管中心宽度，在齿条合拢口位置划出合拢参考线并打洋冲，以保证合拢定位时齿间距满足公差要求。

进一步地，所述步骤（2）中，辅助定位工装焊接前，先在工装板上划出合拢参考定位安装线，该参考线与齿条板上的齿条参考线一致，考虑到合拢口焊接收缩，合拢口定位后的焊前齿间距尺寸尽量控制在314.16mm+3mm，焊后尺寸控制在314.16mm±2mm之内。

进一步地，所述步骤（4）中，吊装定位时还以齿间距为主要定位基准，并测量垂直度作为参考，防止桩腿合拢后整体向一侧倾斜，造成直线度不满足要求。

本发明的优点在于：

（1）本发明的桩腿合拢方法，将桩腿结构分为三大段、两小段建造，同时合理的采用浮吊和履带吊切换，减小了工作量，合拢周期缩短了约两个月；

（2）本发明的桩腿合拢方法具体分为六个步骤，依次为桩腿分段就位、桩腿分段定位、吊点设置、吊装合拢、安装散装斜撑管以及检验六个步骤，该合拢方法简单，方便吊装，提高了合拢效率；

（3）步骤（1）中，吊装前在码头平台对各桩腿分段做预合拢测量，主要测量合拢口齿间距、弦管中心宽度，在齿条合拢口位置划出合拢参考线并打洋冲，以保证合拢定位时齿间距满足公差要求，从而提高合拢精度和合拢效率；

（4）步骤（2）中，辅助定位工装焊接前，先在工装板上划出合拢参考定位安装线，该参考线与齿条板上的齿条参考线一致，考虑到合拢口焊接收缩，合拢口定位后的焊前齿间距尺寸尽量控制在314.16mm+3mm，焊后尺寸控制在314.16mm±2mm之内，保证定位工装的安装精度，从而提高定位工装对桩腿合拢时的导向定位精度；

（5）步骤（4）中，吊装定位时还以齿间距为主要定位基准，并测量垂直度作为参考，防止桩腿合拢后整体向一侧倾斜，造成直线度不满足要求。

附图说明

图1为本发明一种钻井平台桩腿分段合拢工艺中第一桩腿分段的结构示意图。

图2为本发明一种钻井平台桩腿分段合拢工艺中第二桩腿分段的结构示意图。

图3为本发明一种钻井平台桩腿分段合拢工艺中第三桩腿分段的结构示意图。

图4为本发明一种钻井平台桩腿分段合拢工艺中第四桩腿分段A的结构示意图。

图5为本发明一种钻井平台桩腿分段合拢工艺中第四桩腿分段B的结构示意图。

图6为本发明一种钻井平台桩腿分段合拢工艺中辅助定位工装合拢前的结构示意图。

图7为图6中的A-A线视图。

图8为本发明一种钻井平台桩腿分段合拢工艺中辅助定位工装合拢后的结构示意图。

图9为本发明一种钻井平台桩腿分段合拢工艺中桩腿分段吊装的流程图。

图10为本发明一种钻井平台桩腿分段合拢工艺中桩腿分段前部吊点吊绳系扣图。

图11为本发明一种钻井平台桩腿分段合拢工艺中桩腿分段后部吊点吊绳系扣图。

图12为本发明一种钻井平台桩腿分段合拢工艺中桩腿吊装合拢后安装散装斜撑管的结构示意图。

图13为本发明一种钻井平台桩腿分段合拢工艺中合拢口齿条间距的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明公开了一种钻井平台桩腿分段合拢工艺，方法主要为在平台插桩定位完成之后，进行海上桩腿的吊装合拢；如图1至图5所示，合拢前将吊装桩腿由下至上划分成五段，包括第一桩腿分段1、第二桩腿分段2、第三桩腿分段3、第四桩腿分段A4和第四桩腿分段B5；吊装方式为采用浮吊合拢第一桩腿分段1、第二桩腿分段2和第三桩腿分段3，采用履带吊合拢第四桩腿分段A4和第四桩腿分段B5；海上桩腿吊装合拢的具体步骤如下：

第一步，桩腿分段就位：合拢之前先把第一桩腿分段1、第二桩腿分段2、第三桩腿分段3、第四桩腿分段A4和第四桩腿分段B5预先移到码头位置，以方便吊装；

第二步，桩腿分段定位：在各桩腿分段上焊接对应的辅助定位工装；

如图6和图7所示，导向工装安装于桩腿每个主弦管上，实现对桩腿分段合拢的导向，包括上下导向配合的上导向组件以及下导向组件，上导向组件焊接在下段桩腿顶部主弦管中半圆管A6上端面与齿条板A7正面；下导向组件焊接在上段桩腿底部主弦管中半圆管B8下端面与齿条板B9正面。

上导向组件包括一矩形垫板A10以及一对导向板A11，垫板A10水平设置并焊接在半圆管A6下端面的中部，其宽度与半圆管半径一致；一对导向板A11呈矩形，其上端面与内侧面分别垂直且对称焊接在垫板A10的下端面与齿条板A7的正面，其下端面与齿条板A7的下端面齐平，其外侧面为一导向斜面A12。

下导向组件包括一对与导向板A11配合的导向板B13、矩形垫板B14以及矩形垫板C15，一对导向板B13呈T型，包括一竖直部a以及一水平部b，该竖直部a焊接在半圆管B8外侧壁，其上端的内侧面为一与导向斜面A12配合的导向斜面B16；水平部b的下端面焊接在半圆管B8上端面，其内侧面焊接在齿条板B9的正面；垫板B14长轴方向的两端贴合并焊接在一对导向板B13的导向斜面B16上；垫板C15长轴方向的两端贴合并焊接在一对导向B的水平部b的上端面上；

导向板B13水平部b的外侧壁上还具有一与导向板A11的外侧壁导向配合的导向板C17，该导向板C17沿竖直方向设置，且其上端伸出导向板B13水平部b的上端面；在一对导向板A11之间设置有一加强横板18；

第三步，吊点设置：如图9至图11所示，将各桩腿分段水平设置，在各桩腿分段长轴方向的两端分别设置一前部吊点19和一下部吊点20，该前部吊点19与下部吊点20分别通过两根吊绳21扣在桩腿分段两端同一侧的两个弦管上；

第四步，吊装合拢：采用浮吊按顺序从下往上依次吊装第一桩腿分段1、第二桩腿分段2和第三桩腿分段3并进行合拢，同时采用履带吊吊装第四桩腿分段A4和第四桩腿分段B5并进行合拢；

起吊时前部吊点与下部吊点同时工作，使各桩腿分段离开码头平台，当桩腿分段离开码头平台至一定高度后，下部吊点停止工作，前部吊点继续起吊使桩腿由倾斜直至垂直完成翻身动作，最后释放下部吊点，由前部吊点将桩腿分段由码头吊运至平台上并利用辅助定位工装进行定位，如图8所示，利用导向板A11上的导向斜面A12和导向板B13上的导向斜面B16以及导向板B13上的导向板C17相互配合，对各桩腿分段合拢时进行导向，使上段桩腿下行时顺利与下端桩腿合拢；

定位完成后在齿条板A7反面用马板固定后，至少需加固两块马板，马板与齿条板A7焊接面需要全焊透，确认牢固之后才能让浮吊脱钩，齿条板A7合拢口焊接工作完成之后，拆除上导向组件和下导向组件以及马板，打磨修补齿条面，最后安装合拢窗户板；

第五步，安装散装斜撑管：如图12所示，各桩腿分段全部合拢到位后再统一安装散装斜撑管23，斜撑管23可以预先运到甲板上散吊，也可在桩腿分段吊装之前绑扎固定桩腿分段上，在不影响吊装的前提下尽量靠近合拢口位置，桩腿分段合拢后，采用手拉葫芦吊到平台上按下图要求安装；

第六步，检验：桩腿合拢完成后桩腿总高度公差控制在±20mm之内，高度公差以沉垫及桩腿基线作为测量基准；整根桩腿合拢后的挠度公差控制在±20mm之内，挠度公差以桩腿纵向及横向中心线作为检察基准；整根桩腿的垂直度公差控制在±10mm之内，垂直度公差以桩腿纵向及横向中心线作为测量基准。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，在步骤（1）中，桩腿分段就位后，在码头平台上对各桩腿分段做预合拢测量，主要测量合拢口齿间距、弦管中心宽度，在齿条合拢口位置划出合拢参考线并打洋冲，以保证合拢定位时齿间距满足公差要求。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上，在步骤（2）中，辅助定位工装焊接前，先在工装板上划出合拢参考定位安装线，该参考线与齿条板上的齿条参考线一致，考虑到合拢口焊接收缩，如图13所示，合拢口定位后的焊前齿间距H尺寸尽量控制在314.16mm+3mm，焊后齿间距H尺寸控制在314.16mm±2mm之内。

实施例4

本实施例在实施例1的基础上，在步骤（4）中，吊装定位时还以齿间距为主要定位基准，并测量垂直度作为参考，防止桩腿合拢后整体向一侧倾斜，造成直线度不满足要求。

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 (4)

1.一种钻井平台桩腿分段合拢工艺，其特征在于：所述方法主要为在平台插桩定位完成之后，进行海上桩腿的吊装合拢；合拢前将吊装桩腿由下至上划分成五段，包括第一桩腿分段、第二桩腿分段、第三桩腿分段、第四桩腿分段A和第四桩腿分段B；吊装方式为采用浮吊合拢第一桩腿分段、第二桩腿分段和第三桩腿分段，采用履带吊合拢第四桩腿分段A和第四桩腿分段B；所述海上桩腿吊装合拢的具体步骤如下：

桩腿分段就位：把第一桩腿分段、第二桩腿分段、第三桩腿分段、第四桩腿分段A和第四桩腿分段B预先移到码头位置，以方便吊装；

桩腿分段定位：在各桩腿分段上焊接对应的辅助定位工装；

吊点设置：将各桩腿分段水平设置，在各桩腿分段长轴方向的两端分别设置一前部吊点和一下部吊点，该前部吊点与下部吊点分别通过两根吊绳扣在桩腿分段两端同一侧的两个弦管上；

吊装合拢：采用浮吊按顺序从下往上依次吊装第一桩腿分段、第二桩腿分段和第三桩腿分段并进行合拢，同时采用履带吊吊装第四桩腿分段A和第四桩腿分段B并进行合拢；

起吊时前部吊点与下部吊点同时工作，使各桩腿分段离开码头平台，当桩腿分段离开码头平台至一定高度后，下部吊点停止工作，前部吊点继续起吊使桩腿由倾斜直至垂直完成翻身动作，最后释放下部吊点，由前部吊点将桩腿分段由码头吊运至平台上并利用辅助定位工装进行定位；定位完成后在齿条板反面用马板固定，至少需加固两块马板，马板与齿条焊接面需要全焊透，确认牢固之后才能让浮吊脱钩，齿条板合拢口焊接工作完成之后，拆除辅助定位工装及固定马板，打磨修补齿条面，最后安装合拢窗户板；安装散装斜撑管：各桩腿分段全部合拢到位后再统一安装散装斜撑管，斜撑管可以预先运到甲板上散吊，也可在桩腿分段吊装之前绑扎固定桩腿分段上，在不影响吊装的前提下尽量靠近合拢口位置，桩腿分段合拢后，采用手拉葫芦吊到平台上按要求安装；检验：桩腿合拢完成后桩腿总高度公差控制在±20mm之内，高度公差以沉垫及桩腿基线作为测量基准；整根桩腿合拢后的挠度公差控制在±20mm之内，挠度公差以桩腿纵向及横向中心线作为检察基准；整根桩腿的垂直度公差控制在±10mm之内，垂直度公差以桩腿纵向及横向中心线作为测量基准。

2.根据权利要求1所述的钻井平台桩腿分段合拢工艺，其特征在于：桩腿分段就位后，在码头平台上对各桩腿分段做预合拢测量，主要测量合拢口齿间距、弦管中心宽度，在齿条合拢口位置划出合拢参考线并打洋冲，以保证合拢定位时齿间距满足公差要求。

3.根据权利要求2所述的钻井平台桩腿分段合拢工艺，其特征在于：辅助定位工装焊接前，先在工装板上划出合拢参考定位安装线，该参考线与齿条板上的齿条参考线一致，考虑到合拢口焊接收缩，合拢口定位后的焊前齿间距尺寸尽量控制在314.16mm+3mm，焊后尺寸控制在314.16mm±2mm之内。

4.根据权利要求2所述的钻井平台桩腿分段合拢工艺，其特征在于：吊装定位时还以齿间距为主要定位基准，并测量垂直度作为参考，防止桩腿合拢后整体向一侧倾斜，造成直线度不满足要求。