CN107255591A - 一种测试井架强度的试验方法 - Google Patents

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鲁宁
孙瑞雪
黄天颖
肖鹏
翟海波
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Dalian Shipbuilding Industry Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0676—Force, weight, load, energy, speed or acceleration

Abstract

本发明公开了一种测试井架强度的试验方法，包括位于钻井船体(5)上的钻台(2)和井架(1)，所述井架(1)位于所述钻台(2)上，所述船体(5)和所述钻台(2)之间设置了反力支座(4)，所述反力支座(4)两端的上表面与所述钻台(2)的下表面之间对称设置了压力传感器(3)；所述井架(1)竖向中心线上设置了大钩(6)，所述大钩(6)上挂接有以竖向中心线为对称线连接所述反力支座(4)的大吨位吊索具(7)。本发明为对具有井架结构的海洋工程产品的井架强度试验提供了一种方便测试强度的结构，与同类技术相比，优点在于方便试验操作，而且试验安全可控、试验时机灵活、试验程序简单、试验精度高。

Description

一种测试井架强度的试验方法
技术领域
本发明涉及海洋工程技术领域，更具体地说，涉及一种用于测试井架强度的反力支座的装置及方法。
背景技术
具有钻井、修井功能的海洋工程产品例如，自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船等装置上均上安装有井架。船厂的井架是由多个钢质构件装配而成的。井架在船上安装结束后，船东会要求模拟实际作业工况对井架结构强度进行试验，用以验证安装后的整个钻台井架结构能否满足设计要求。
为验证井架强度，常规的方法是：在井架上的大钩加载设计负荷，然后通过提升大钩将负荷完全加载在井架上，从而验证井架强度。这种井架强度试验在自升式钻井平台应用较多，由于自升式钻井平台的钻台可外伸出船体边缘，加载的负荷可以直接置于井架下方，试验较为方便。
但对于钻井船及半潜平台，由于其上的井架是固定结构，处于船体或平台的中间，井架下方一般为四周封闭的通海口，所以大吨位的加载负荷无法置于井架下方，这样就无法使用直接提升负荷的方法进行井架强度试验。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种采用反力支座装置对井架进行加载，通过压力传感器确定加载负荷值的试验装置和方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种测试井架强度的试验方法，主体结构包括位于钻井船体上的钻台和井架，所述井架位于所述钻台上。试验包括如下步骤：
S1、将一个反力支座移入所述船体和所述钻台之间，位于所述钻台的正下方；
S2、在所述反力支座两端的上表面与所述钻台的下表面之间对称设置压力传感器；
S3、所述井架竖向中心线上设置大钩，所述大钩上挂接有以竖向中心线为对称线连接所述反力支座的大吨位吊索具；
S4、通过所述大吨位吊索具施加试验力，达到试验目的。
试验后可以撤出反力支座、压力传感器、大钩以及大吨位吊索具。
本发明的优点：
本发明中井架上加载的负荷重物不是常规的重物负载，而是采用通过井架大钩提升反力支座的方法实现井架上负荷的加载。这是一种全新的井架强度试验方案，将常规的挂载重物转变为提升钻台结构，省去提升重物，是一种可以节省大量试验材料与耗资源的方法；由于井架和钻台是一体结构，所以无论大钩提升力有多大，都是钻台内部的力，不会对平台桩腿的支反力、钻井船在水中的稳性和浮态有任何影响。在大钩提升过程中，作用力会通过压力传感器显示出来，这样我们就可以控制井架加载力的大小满足设计要求，通过压力传感器可以方便的确定井架所承受的负荷。
本发明可以满足平台(或钻井船)在大坞或船台进行试验，也可以在水下做试验，试验地点较灵活。本发明可以满足自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船的井架强度试验，应用范围广。本发明采用压力传感器读数确定负荷值，既可以保证试验精度，又可以满足不同井架负荷试验要求。本发明由于取消大吨位重物的提升试验，从而降低试验难度，提高试验的安全性。
附图说明
图1是井架负荷试验前状态结构示意图。
图2是将反支力座从一侧穿入钻台下方的状态结构示意图。
图3是反支力座置于钻台正下方的状态结构示意图。
图4是降下大钩通过索具连接反之力座的状态结构示意图。
图5是测试井架强度的反力支座装置进行井架负荷试验的状态结构示意图。
其中：1、井架；2、钻台；3、压力传感器；4、反力支座；5、钻井船体；6、大钩；7、大吨位吊索具。
具体实施方式
测试井架强度的反支力座装置包括：压力传感器3、反力支座4、大吨位吊索具7。具体的安装方法：如图1所示，反力支座4为强横梁结构，安装在钻台2下方，反力支座4的上面板与钻台2的下面板接触部分的两端安装压力传感器3。反力支座上设置大吨位吊索具7，大吨位吊索具7与井架内的大钩6连接。
具体的使用方法：如图1～5所示过程，做井架强度试验时，反力支座4作为井架内的大钩6的提升负载。提升大钩，大钩通过大吨位索具7对反力支座4施加负荷。此时，反力支座将自身所受的力传递到钻台上，由于井架1和钻台2是一体结构，大钩的负荷通过等效作用在钻台上，这时钻台下的传感器的数值即为井架所承载的负荷。测试中，大钩6逐渐增加对反力支座4的拉力，直到传感器显示的负荷与反力支座4自身重量之和达到井架强度试验设定的提升负荷时，我们认为此时井架1的负荷达到要求值，即安装后的整个井架结构可以满足设计要求。由于井架和钻台是一体结构，所以无论大钩提升力有多大，都是钻台与反力支座系统间的内力，不会对平台桩腿的支反力、钻井船体5在水中的稳性和浮态有任何影响。
综上，本发明提供了一种方便测试井架强度的试验装置和方法，所述船体5和所述钻台2之间设置了反力支座4，所述反力支座4的上表面与所述钻台2的下表面之间设置了压力传感器3；所述井架1竖向中心线上设置了大钩6，所述大钩6上挂接有以竖向中心线为对称线连接所述反力支座4的大吨位吊索具7。图5中，在反之力座两端设置压力传感器后提升大钩开始试验。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种测试井架强度的试验方法，主体结构包括位于钻井船体(5)上的钻台(2)和井架(1)，所述井架(1)位于所述钻台(2)上，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将一个反力支座(4)移入所述船体(5)和所述钻台(2)之间，位于所述钻台(2)的正下方；
S2、在所述反力支座(4)的上表面与所述钻台(2)的下表面之间对称设置压力传感器(3)；
S3、所述井架(1)竖向中心线上设置大钩(6)，所述大钩(6)上挂接有以竖向中心线为对称线连接所述反力支座(4)的大吨位吊索具(7)；
S4、通过所述大吨位吊索具(7)施加试验力，达到试验目的。
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