CN107101882B - 一种设备负荷试验的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种设备负荷试验的方法,用于浮式海洋平台,包括以下步骤:根据待试验设备的实际需求,计算出需要向驳船注入的水量以及浮式海洋平台试验时的吃水深度;向驳船中注入上一步计算出的压载水使驳船具有一定吃水深度,并将驳船移动至浮式海洋平台的两浮筒之间并位于待试验设备下方;将带有索具的平衡梁放置或悬挂在待试验设备上,并将索具连接在驳船上;逐渐排出浮式海洋平台的压载水,使浮式海洋平台上升的同时带动驳船上升,驳船吃水减小,当驳船上升到所需高度时,进入负荷试验状态,使驳船在所需高度处保持一段时间,观测待试验设备是否变形。本发明的方法操作方便,安全性高。

Description

一种设备负荷试验的方法
技术领域
本发明涉及海洋工程装备领域,尤其涉及一种浮式钻井平台的套管张紧器、台车、顶驱等设备的负荷试验方法。
背景技术
在海洋工程领域有大量的钻井相关设备需要做负荷试验,但是有部分设备位于钻台以下,没有办法采用常用的负荷试验方法。传统意义上的设备负荷试验,是在设备上逐步增加重块到试验载荷来达到负荷试验的目的,比如说采用设备下方挂水袋,然后向水袋内注水的方法进行负荷试验,但是这种方法费用较高,并且空中向水袋中注水,作业程序上非常繁琐。
申请号为CN201410487315.3的中国专利申请公开了一种用于自升式平台的套管张紧器的负荷试验方法,该试验方法是利用悬臂梁和顶驱将驳船提离水面后,缓慢的向驳船内加压载水达到负荷试验的目的,但是该方法仍然需要在空中缓慢加水,操作非常麻烦。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的浮式钻井平台上的设备负荷试验的方法中存在费用较高、操作麻烦的技术问题,而提供一种新的设备负荷试验的方法。
本发明提出一种设备负荷试验的方法,用于浮式海洋平台,所述浮式海洋平台包括平台、浮筒和连接所述浮筒和所述平台的立柱,待试验设备位于所述平台上,包括以下步骤:
根据待试验设备的实际需求,计算出需要向所述驳船注入的水量以及所述浮式海洋平台试验时的吃水深度;
向驳船中注入上一步计算出的压载水使驳船具有一定吃水深度,并将驳船移动至所述浮式海洋平台的两浮筒之间并位于待试验设备下方;
将带有索具的平衡梁放置或悬挂在待试验设备上,并将所述索具连接在所述驳船上;
逐渐排出所述浮式海洋平台的压载水,使所述浮式海洋平台上升的同时带动所述驳船上升,所述驳船吃水减小,当所述驳船上升到所需高度时,进入负荷试验状态,使所述驳船在所需高度处保持一段时间,观测待试验设备是否变形,若不变形,则满足负荷试验的强度要求,若发生变形,则不满足负荷试验的强度要求。
所述的设备负荷试验的方法,还进一步包括以下步骤:当待试验设备不能承受试验负荷而出现变形时,快速增加所述浮式海洋平台的压载水,减少试验负荷。
所述的设备负荷试验的方法,在将所述索具连接在所述驳船上之前,还包括以下步骤:增加所述浮式海洋平台的压载水,保持驳船吃水不变,减小所述驳船与所述平台间的直线距离,使所述索具能够连接在所述驳船上。
所述的设备负荷试验的方法,当两个或两个以上待试验设备进行负荷试验时,所述两个或两个以上待试验设备的最大负荷不超过整个试验系统的最大负荷,所述整个试验系统的最大负荷是指当所述驳船的底面脱离水面时而施加在所述待试验设备的负荷。
所述的设备负荷试验的方法,还包括以下步骤:
当完成一个待试验设备的负荷试验而进入另一待试验设备的试验时,将带有索具的平衡梁从试验完成的设备移至所述另一待试验设备上,增加或减少所述浮式海洋平台的压载水,使所述驳船的吃水深度满足所述另一待试验设备的试验负荷,保持该试验负荷一段时间,观测所述另一待试验设备是否变形,若不变形,则满足负荷试验的强度要求,若发生变形,则不满足负荷试验的强度要求。
所述的设备负荷试验的方法,所述平衡梁上还挂有测力传感器,所述测力传感器连接所述索具,通过所述测力传感器显示的数值调整所述浮式海洋平台的压载水,使所述驳船的吃水深度满足所述待试验设备的试验负荷。
所述的设备负荷试验的方法,所述待试验设备为浮式海洋平台上的台车、套管张紧器或顶驱。
所述的设备负荷试验的方法,当所述待试验设备为台车时,进入负荷试验状态时,保持负荷一段时间并使台车沿轨道运行全程。
所述的设备负荷试验的方法,所述台车、所述套管张紧器和所述顶驱位于所述平台的非露天区域。与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明的设备负荷试验的方法将驳船和放置于待试验设备上的平衡梁通过索具连接在一起,并利用浮式海洋平台自身的压载水系统来升降驳船,调整驳船的吃水深度,进而调节施加在待试验设备上的试验负荷,籍此,实现设备的负荷试验。本发明的方法与现有技术相比,不需要在空中向驳船加水,只需通过增加或减少浮式海洋平台自身的压载水,调整驳船的吃水深度,即可调整施加在待试验设备上的试验负载,该操作方法简单、安全性高。同时,本发明的方法可用于自身不具有升降能力的设备和具有升降能力的设备的负荷试验,适用范围广。
附图说明
图1为本发明的浮式海洋平台的待试验设备处于试验状态的结构示意图。
图2为本发明设备负荷试验的方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的原理和结构,现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
海洋工程领域中,浮式海洋平台(例如,半潜式浮式钻井平台)上配置的设备,例如,台车、套管张紧器、顶驱等,都必须进行负荷试验,以评测设备在预设负荷的情况下,性能是否稳定。本发明针对浮式海洋平台,提出一种设备负荷试验的方法,本发明巧妙的利用浮式海洋平台自身的压载水系统,通过使浮式海洋平台上浮的浮力来反向负重,以达到负荷试验的效果。
请参阅图1,其为本发明的浮式海洋平台的待试验设备处于试验状态的结构示意图。浮式海洋平台包括平台11、浮筒12和连接浮筒12和平台11的立柱13。待试验设备15位于该平台11的非露天区域。驳船17作为试验时的负重,位于两浮筒12之间并通过索具16与待试验设备15连接。该待试验设备15可为台车、套管张紧器或顶驱。
具体的,本发明针对浮式海洋平台,提出的一种设备负荷试验的方法,请参阅图2,图2为本发明设备负荷试验的方法的步骤流程图。
步骤S1:根据待试验设备15的实际需求,计算出需要向驳船17注入的水量以及浮式海洋平台试验时的吃水深度。
由于不同的试验设备所能承受的负荷不同,因此需根据待试验设备15本身的性能计算出需向驳船17注入的水量。待试验设备15所承受的负载重量等于:驳船自重、驳船内压载水重量和索具重量三者重量的总和减去驳船所受的浮力。
浮式海洋平台试验时的吃水深度需根据驳船17的吃水深度而设定,以保证驳船17的吃水深度能够达到待试验设备15的负荷要求。
步骤S2:向驳船17中注入上一步计算出的压载水使驳船17具有一定吃水深度,并将驳船17移动至浮式海洋平台的两浮筒12之间并位于待试验设备15下方。
向驳船17注入压载水时,可在岸边注入,操作方便,安全性也高,同时在注入时,应注意均匀加载,避免驳船17出现偏载的情况。
步骤S3:将带有索具的平衡梁放置或悬挂在待试验设备15上,并将索具16连接在驳船17上。
当待试验设备15为台车、套管张紧器时,将平衡梁放置在台车的台面上或套管张紧器的底座上,当待试验设备为顶驱时,将平衡梁直接悬挂在顶驱的吊环上。
为了使索具16能够更方便地连接到驳船17上,还包括以下步骤:增加浮式海洋平台的压载水,保持驳船17吃水不变,使浮式海洋平台下沉而减小驳船17与平台11上的平衡梁之间的直线距离。
步骤S4:逐渐排出浮式海洋平台的压载水,使浮式海洋平台上升的同时带动驳船17上升,驳船17吃水减小,当驳船17上升到所需高度时,进入负荷试验状态,使驳船17在所需高度处保持一段时间,观测待试验设备15是否变形,若不变形,则满足负荷试验的强度要求,若发生变形,则不满足负荷试验的强度要求。
在步骤S4中,当待试验设备15为台车时,且进入负荷试验状态时,保持负荷一段时间并使台车沿轨道运行全程。
在步骤S4中,当驳船17上升到所需高度时,此处,所需高度是指驳船17试验时的吃水深度。驳船17在试验之前的吃水深度和处于试验状态时吃水深度存在高度差,高度差越大,试验负荷也越大,因此,随着驳船17吃水的减少,施加至待试验设备15上的负载也越大。当驳船17的吃水深度为0时,驳船17不受浮力的作用,施加至待试验设备15上的负载最大。
试验中,可根据待试验设备15的试验负荷的大小,将驳船脱离水面或不脱离水面。
在步骤S4中,若观测到待试验设备15出现变形的紧急情况时,可快速增加浮式海洋平台的压载水,增加浮式海洋平台的吃水深度,驳船17的吃水也随着增加,施加在待试验设备15上的试验负荷也快速减小。因此,通过调节浮力和重力的关系,使试验过程更加柔和,一旦发生紧急情况时,可立即解除待试验设备15的负荷,保证了待试验设备15和驳船17的安全。
更优的,平衡梁上还挂有测力传感器14,该测力传感器14连接索具16,通过测力传感器14显示的数值调整浮式海洋平台的压载水,籍此,可以更加精确地,使驳船17的吃水深度达到待试验设备15的试验负荷。
上述步骤S1至S4除了可用于单个待试验设备的负荷试验外,还可用两个或两个以上待试验设备的负荷试验,该两个或两个以上的最大负荷不超过整个试验系统的最大负荷,即在驳船17脱离水面时施加在待试验设备15上的负载。当需对第二个设备进行负荷试验时,在上述步骤S1至S4的基础上,进行步骤S5操作:
步骤S5: 当完成一个待试验设备15的负荷试验后,进入另一待试验设备的试验,将带有索具的平衡梁从试验完成的设备移至另一待试验设备上,增加或减少浮式海洋平台的压载水,使驳船的吃水深度满足该另一待试验设备的试验负荷;保持该负荷一段时间,观测该另一待试验设备是否变形,若不变形,则满足负荷试验的强度要求,若发生变形,则不满足负荷试验的强度要求。
在步骤S5中,为了使驳船17的吃水深度满足待试验设备的试验负荷,可通过人员观测的方式,逐渐增加或减少浮式海洋平台的压载水;或通过测力传感器14显示的数值来调整浮式海洋平台的压载水。
如需测量第三个待试验设备,重复步骤S5即可,依次类推,直至完成第N个待试验设备的负荷试验。
本发明设备负荷试验的方法可在一次试验中完成多个待试验设备的负荷试验,即在整个试验过程中,除第一个待试验设备需完成步骤S1至步骤S4外,从第二个待试验设备开始,只需按步骤S5操作即可,以下举一例子说明,即,用上述方法在一次试验中完成台车和套管张紧器的负载测试:
步骤S11:根据台车的实际需求,计算出需要向驳船注入的水量以及浮式海洋平台试验时的吃水深度;
步骤S12:向驳船中注入上一步计算出的压载水使驳船具有一定吃水深度,并将驳船移动至浮式海洋平台的两浮筒之间并位于台车下方;
步骤S13:将带有索具的平衡梁放置在台车的台面上,并将索具连接在驳船上;
步骤S14:逐渐排出浮式海洋平台的压载水,使浮式海洋平台上升的同时带动驳船上升,驳船吃水减小,当驳船上升到所需高度时,进入负荷试验状态,使驳船在所需高度处保持一段时间,并使台车沿轨道运行全程,观测台车的台面是否变形,若不变形,则满足负荷试验的强度要求,若发生变形,则不满足负荷试验的强度要求。
步骤S15: 将带有索具的平衡梁从台车的台面上取下并移至套管张紧器的底座上,增加或减少浮式海洋平台的压载水,使驳船的吃水深度满足套管张紧器的试验负荷;
保持该负荷一段时间,观测套管张紧器是否变形,若不变形,则满足负荷试验的强度要求,若发生变形,则不满足负荷试验的强度要求。
通过上述步骤S11至步骤S15,一次试验完成台车和套管张紧器的试验负载,如此,缩短了设备的试验时间,进一步缩短了浮式海洋平台的建造时间。
此外,若待试验设备自身具有升降能力时,例如,顶驱,仍然可使用上述步骤S11至步骤S14实现负荷试验的目的,同时,因为顶驱本身具有升降能力,还可采用另一种方法,即可通过自身的升降来调整驳船的吃水深度,籍此,实现对试验负荷的调整。
本发明的设备负荷试验的方法将驳船和放置于待试验设备上的平衡梁通过索具连接在一起,并利用浮式海洋平台自身的压载水系统来升降驳船,调整驳船的吃水深度,进而调节施加在待试验设备上的试验负荷,籍此,实现设备的负荷试验。本发明的方法与现有技术相比,不需要在空中向驳船加水,只需通过增加或减少浮式海洋平台自身的压载水,调整驳船的吃水深度,即可调整施加在待试验设备上的试验负载,该操作方法简单、安全性高。同时,本发明的方法可用于自身不具有升降能力的设备和具有升降能力的设备的负荷试验,适用范围广。
当待试验设备出现变形等紧急情况时,可通过快速增加浮式海洋平台压载水的方式解除施加在设备上的负荷,该操作方式比较柔和,并能迅速解除危机,保证待试验设备和驳船的安全。
本发明的方法还可在一次试验中,完成多个设备的负荷试验,进一步降低了试验成本,缩短了试验时间,进而也缩短了平台的建造周期。以上仅为本发明的较佳可行实施例,并非限制本发明的保护范围,凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种设备负荷试验的方法,用于浮式海洋平台,所述浮式海洋平台包括平台、浮筒和连接所述浮筒和所述平台的立柱,待试验设备位于所述平台上,其特征在于,包括以下步骤:
根据待试验设备的实际需求,计算出需要向驳船注入的水量以及所述浮式海洋平台试验时的吃水深度;
向驳船中注入上一步计算出的压载水使驳船具有一定吃水深度,并将驳船移动至所述浮式海洋平台的两浮筒之间并位于待试验设备下方;
将带有索具的平衡梁放置或悬挂在待试验设备上,并将所述索具连接在所述驳船上;
逐渐排出所述浮式海洋平台的压载水,使所述浮式海洋平台上升的同时带动所述驳船上升,所述驳船吃水减小,当所述驳船上升到所需高度时,进入负荷试验状态,使所述驳船在所需高度处保持一段时间,观测待试验设备是否变形,若不变形,则满足负荷试验的强度要求,若发生变形,则不满足负荷试验的强度要求。
2.根据权利要求1所述的设备负荷试验的方法,其特征在于,还进一步包括以下步骤:当待试验设备不能承受试验负荷而出现变形时,快速增加所述浮式海洋平台的压载水,减少试验负荷。
3.根据权利要求1所述的设备负荷试验的方法,其特征在于,在将所述索具连接在所述驳船上之前,还包括以下步骤:增加所述浮式海洋平台的压载水,保持驳船吃水不变,减小所述驳船与所述平台间的直线距离,使所述索具能够连接在所述驳船上。
4.根据权利要求1所述的设备负荷试验的方法,其特征在于,当两个或两个以上待试验设备进行负荷试验时,所述两个或两个以上待试验设备的最大负荷不超过整个试验系统的最大负荷,所述整个试验系统的最大负荷是指当所述驳船的底面脱离水面时而施加在所述待试验设备的负荷。
5.根据权利要求4所述的设备负荷试验的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
当完成一个待试验设备的负荷试验而进入另一待试验设备的试验时,将带有索具的平衡梁从试验完成的设备移至所述另一待试验设备上,增加或减少所述浮式海洋平台的压载水,使所述驳船的吃水深度满足所述另一待试验设备的试验负荷,保持该试验负荷一段时间,观测所述另一待试验设备是否变形,若不变形,则满足负荷试验的强度要求,若发生变形,则不满足负荷试验的强度要求。
6.根据权利要求1所述的设备负荷试验的方法,其特征在于,所述平衡梁上还挂有测力传感器,所述测力传感器连接所述索具,通过所述测力传感器显示的数值调整所述浮式海洋平台的压载水,使所述驳船的吃水深度满足所述待试验设备的试验负荷。
7.根据权利要求1所述的设备负荷试验的方法,其特征在于,所述待试验设备为浮式海洋平台上的台车、套管张紧器或顶驱。
8.根据权利要求7所述的设备负荷试验的方法,其特征在于,当所述待试验设备为台车时,进入负荷试验状态时,保持负荷一段时间并使台车沿轨道运行全程。
9.根据权利要求7所述的设备负荷试验的方法,其特征在于,所述台车、所述套管张紧器和所述顶驱位于所述平台的非露天区域。
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