CN107653854B - 自升式平台悬臂梁的建造合拢方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自升式平台悬臂梁的建造合拢方法，包括：步骤S1，在陆地上设置胎架，使胎架的高度与设于陆地上的平台主船体的高度相同，且胎架与平台主船体设有用于安装悬臂梁的导向座的一端对接；步骤S2，在胎架上建造并合拢悬臂梁；其中，悬臂梁的一部分搭设于平台主船体的导向座上；步骤S3，对悬臂梁进行称重；步骤S4，通过设置滑道将悬臂梁滑移至平台主船体的导向座上。本发明把现有技术中悬臂梁的建造合拢由海上作业变成了全陆地作业，大大降低了风险和滑移成本，克服了悬臂梁船台建造与平台主船体高度差的困难，缩短了在海上的建造周期，使得自升式平台免受在码头海生物腐蚀，避免了下水后打砂补漆的工作，节约了成本和周期。

Description

自升式平台悬臂梁的建造合拢方法

技术领域

本发明涉及海洋工程建造领域，具体涉及自升式平台悬臂梁的建造合拢方法。

背景技术

自升式平台由于不受洋流的影响，在海上作业时不存在横摇、纵摇、垂荡等浮式结构物的水动力响应，与陆地作业非常接近，同时，桩腿站在海底，也不存在系泊的问题，在浅海大陆架的应用非常广泛。由于自升式平台没有月池，绝大多数的钻井均采用悬臂梁伸出舷外进行钻井作业。悬臂梁属于自升式平台的核心部件之一。

目前，自升式平台的悬臂梁合拢方法主要有以下三种：

第一种方法是采用船台合拢悬臂梁，然后等船体下水后滑移到主船体上。这种方式目前最普遍应用的一种方式，优点是操作方便。这种方式的缺点是需要在主船体下水后进行滑移，受风浪和潮汐的影响，需要选择近乎无风浪的天气，并且要根据潮汐进行准确的调节压载水。很显然，受天气影响非常大，使平台在水下的时间加长，受近海丰富海生物的腐蚀。

第二种方法是在船台合拢悬臂梁，然后等船体下水后，利用自升式平台中的升降装置把平台升起来，使之与码头平齐，最后再把悬臂梁滑移到主船体上。这种方式需要使码头附近的海底比较平整，不能有大量的石块等，石块影响桩靴伸入海底并损坏桩靴。并且这种方式必须事先对海底进行探测并处理，以使每条桩腿受力都在允许的范围以内，防止损坏或者穿刺现象（某一桩腿在短时间内大幅度下沉）的产生。

第三种方式是悬臂梁在船台上合拢，然后滑移到驳船上，再通过调节压载水，使自升式平台的上甲板与驳船的上甲板平齐，最后再从驳船上滑移到平台上。这种方式虽然不受潮汐的影响，但受波浪和洋流的影响非常大，实际上具有不可实现性。因为驳船和平台都是漂浮在海面上，都会有一定的倾斜和摇晃，根本无法控制使其长时间保持甲板面平齐。这也是这种方式至今无人实施的重要原因。

以上三种悬臂梁的合拢方法均是在自升式平台下水之后再滑移到平台上。存在的劣势和缺点如下：

1、悬臂梁滑移到主船体上的时间较晚，只有滑移完成后方能开始贯穿电缆的拉放及对悬臂梁区域的压缩空气、海水等资源的供应，造成悬臂梁区域钻井系统的调试开始时间较晚并与主船体系统调试的进度完全脱节，延长了项目的交付周期。

2、增加了下水后的工作量，提高了施工的难度系数及施工成本，增加了安全风险。

3、使平台在海水中的周期加长，使其受近海有机质非常丰富的海水中滋生海生物，从而产生非常严重的腐蚀，不得不在交付前进行打砂补漆的工作。

因此，亟待发明一种可以缩短在海上的建造周期，使得平台免受在码头海生物腐蚀，成本少、周期短的自升式平台悬臂梁的建造合拢方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明在于提供一种自升式平台悬臂梁的建造合拢方法，以解决上述现有技术中的各个问题。

针对上述技术问题，本发明提出一种自升式平台悬臂梁的建造合拢方法，包括如下步骤：步骤S1，在陆地上设置胎架，使所述胎架的高度与设于陆地上的平台主船体的高度相同，且所述胎架与平台主船体设有用于安装悬臂梁的导向座的一端对接；步骤S2，在胎架上建造并合拢悬臂梁；其中，所述悬臂梁的一部分搭设于平台主船体的导向座上；步骤S3，对所述悬臂梁进行称重；步骤S4，通过设置滑道将所述悬臂梁滑移至平台主船体的导向座上。

在优选方案中，所述步骤S1还包括：根据悬臂梁的长度确定所述胎架的长度；其中，平台主船体的导向座包括用于夹紧所述悬臂梁的夹紧座，设定与胎架对接的平台主船体的一端为延长端，所述胎架的最小长度等于悬臂梁总长与夹紧座至延长端的距离之差。

在优选方案中，在步骤S2之前还包括预制悬臂梁分段的步骤，所述悬臂梁分段包括悬臂梁本体、钻台、井架下部分段和井架上部分段；在步骤S2中，将各悬臂梁分段合拢而形成悬臂梁。

在优选方案中，所述步骤S2中，首先，将所述悬臂梁本体的一端置于主船体上由夹紧座至延长端的位置，另一端置于胎架上，以使所述悬臂梁本体的一部分置于平台主船体上，另一部分置于所述胎架上；然后，依次将所述钻台合拢到所述悬臂梁本体上，将所述井架下部分段合拢到所述钻台上，将所述井架上部分段合拢到所述井架下部分段上。

在优选方案中，所述胎架为桁架结构。

在优选方案中，在所述步骤S3中，通过设置千斤顶对所述悬臂梁进行称重。

在优选方案中，在对所述悬臂梁称重之后，在所述悬臂梁的下方布置滑道并撤去千斤顶以使所述悬臂梁落在所述滑道上。

在优选方案中，还包括：提前确定悬臂梁在不同工况下的载荷分布以避免出现危险工况。

在优选方案中，所述不同工况包括：建造过程的工况和悬臂梁滑移至平台主船体过程的工况。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明自升式平台悬臂梁的建造合拢方法，利用胎架和平台主船体的对接进行悬臂梁的合拢、称重以及滑移，把海上作业变成了陆地作业，大大降低了风险和滑移成本，克服了悬臂梁船台建造与平台主船体高度差的困难，缩短了在海上的建造周期，使得自升式平台免受在码头海生物腐蚀，避免了下水后打砂补漆的工作，节约了成本和周期。同时，减少了在海上的调试安装时间，把相当一部分的柴油发电变成了市政工业用电，又可节约电力成本。

附图说明

图1是本实施例悬臂梁的建造合拢流程图。

图2是本实施例悬臂梁建造合拢的结构示意图。

图3是本实施例悬臂梁导向布置示意图。

附图标记说明如下：2、胎架；3、平台主船体；300、导向座；301、夹紧座；4、悬臂梁；401、第一梁；402、第二梁；42、钻台；43、井架下部分段；44、井架上部分段。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

如图1和图3所示，本实施例的自升式平台悬臂梁的建造合拢方法包括如下步骤：

步骤S1，在陆地上设置胎架2，使胎架2的高度与设于陆地上的平台主船体3的高度相同，且胎架2与平台主船体3设有用于安装悬臂梁4的导向座300的一端对接。

步骤S2，在胎架2上建造并合拢悬臂梁4；其中，悬臂梁4的一部分搭设于平台主船体3的导向座300上。

步骤S3，对悬臂梁4进行称重。

步骤S4，通过设置滑道将悬臂梁4滑移至平台主船体3的导向座300上。

进一步地，步骤S1还包括：根据悬臂梁4的长度确定胎架2的长度；其中，平台主船体3上的导向座300包括用于夹紧悬臂梁4的夹紧座301，设定与胎架2对接的平台主船体3的一端为延长端，胎架2的最小长度L0等于悬臂梁4总长L1与夹紧座301至延长端的距离L2之差。

需要说明的是，平台主船体3上的导向座300主要对悬臂梁4起到导向、支撑和限位的作用。其中，夹紧座301具有上部结构且能将悬臂梁4夹紧于其上部结构下方，以对悬臂梁4起到上下方向的限位。而其他的导向座300均位于悬臂梁4的侧部。悬臂梁4合拢时需要自上而下吊装，为了使夹紧座301不干涉悬臂梁4的合拢。合拢时悬臂梁4的位置需要在夹紧座301的后方，即朝向延长端的方向。

在本实施例中，在步骤S2之前还包括预制悬臂梁分段的步骤，该悬臂梁分段包括悬臂梁本体、钻台42、井架下部分段43和井架上部分段44；其中，悬臂梁本体包括：第一梁401和第二梁402。在步骤S2中，将各悬臂梁分段合拢而形成悬臂梁4。首先，将悬臂梁本体的一端置于由夹紧座301至延长端的位置，另一端置于胎架2上，以使悬臂梁本体的一部分置于平台主船体3上，另一部分置于胎架2上；然后，依次将钻台42合拢到悬臂梁本体上，将井架下部分段43合拢到钻台42上，将井架上部分段44合拢到井架下部分段43上。

在步骤S3中，通过设置千斤顶对悬臂梁4进行称重。在对悬臂梁4称重之后，在悬臂梁4的下方布置滑道并撤去千斤顶以使悬臂梁4落在滑道上。

在本实施自升式平台悬臂梁的建造合拢方法中还包括：提前确定悬臂梁4在不同工况下的载荷分布以避免出现危险工况。该不同工况包括：建造过程的工况和悬臂梁4滑移至平台主船体3过程的工况。

此外，还需要预先确定胎架2的设计载荷。悬臂梁4的重量主要包括悬臂梁本体、钻台42和井架三大部分；风载，考虑悬臂梁4承受的风力，按最大风力九级来进行设计，具体计算参照相关的规范公式。

本实施例中的胎架2为桁架结构，成本低，重量轻且刚度较好。平台主船体3和胎架2所在的陆地是船台。

本实施例自升式平台悬臂梁的建造合拢方法，建造、合拢以及基本的调试均在陆地完成，下水后只进行必要的倾斜试验、悬臂梁负荷试验和全程升降试验。从技术上对带桁架式桩腿的自升式钻井平台的关键部件的建造合拢方法进行优化，从而最大幅度的降低生产周期和建造成本。

接下来，以JU2000E型400呎自升式钻井平台的悬臂梁陆地建造合拢为例，说明具体的实施方法和操作步骤：

第一步，确定胎架的高度和长度。JU2000E型400呎自升式钻井平台主船体高9.54米，平台下面的支撑墩高1.5米，总高度11.04米。因此，胎架设计高度为11.04米。JU2000E型悬臂梁总长为56.2米，而自夹紧座的尾部到主船体尾部为23.4米。因此，胎架设计的最小长度为32.8米。

第二步，确定胎架的设计载荷。悬臂梁重1669.3T，钻台和井架（井架下部分段和井架上部分段构成井架）重量为1222.5T；风载，考虑悬臂梁承受的风力，按最大风力9级来进行设计，风速为24.4m/s，具体计算参照相关的规范公式。

第三步，考虑不同工况下的载荷分布。工况一为建造过程，重量分布与悬臂的重量、支撑点布置相关；工况二为悬臂梁向平台主船体上滑移的过程，重量分布为变化的值，取其中的最危险工况。

第四步，把悬臂梁的主体结构部分吊装在胎架和平台主船体上。悬臂梁主体的第一梁和第二梁放置在夹紧座的后面，其中超过主船体的部分放置在胎架上。然后依次把钻台合拢到第一梁和第二梁上，把井架下部分段合拢到钻台上面，把井架上部分段合拢到井架下部分段上。

第五步，在胎架和平台主船体相应位置布置千斤顶，进行悬臂梁的称重试验。

第六步，在悬臂梁下方相应位置布置滑道，其中，该滑道与主船体上导向座对应；撤去千斤顶，使悬臂梁落在滑道上，然后通过牵引装置把悬臂梁整体滑移至平台主船体上，完成悬臂梁合拢与滑移的全过程。

该悬臂梁陆地建造合拢，比采用下水后再进行悬臂梁的滑移可减少在海上的作业时间90天左右，成本节约300万元。

本发明自升式平台悬臂梁的建造合拢方法，利用胎架和平台主船体的对接进行悬臂梁的合拢、称重以及滑移，把海上作业变成了陆地作业，大大降低了风险和滑移成本，克服了悬臂梁船台建造与平台主船体高度差的困难，缩短了在海上的建造周期，使得自升式平台免受在码头海生物腐蚀，避免了下水后打砂补漆的工作，节约了成本和周期。同时，减少了在海上的调试安装时间，把相当一部分的柴油发电变成了市政工业用电，又可节约电力成本。

虽然已参照以上典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种自升式平台悬臂梁的建造合拢方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，在陆地上设置胎架，使所述胎架的高度与设于陆地上的平台主船体的高度相同，且所述胎架与平台主船体设有用于安装悬臂梁的导向座的一端对接，根据悬臂梁的长度确定所述胎架的长度；其中，平台主船体的导向座包括用于夹紧所述悬臂梁的夹紧座，设定与胎架对接的平台主船体的一端为延长端，所述胎架的最小长度等于悬臂梁总长与夹紧座至延长端的距离之差；

步骤S2，在胎架上建造并合拢悬臂梁；其中，所述悬臂梁的一部分搭设于平台主船体的导向座上，自上而下对所述悬臂梁进行吊装合拢；

步骤S3，对所述悬臂梁进行称重；

步骤S4，通过设置滑道将所述悬臂梁滑移至平台主船体的导向座上。

2.如权利要求1所述的建造合拢方法，其特征在于，在步骤S2之前还包括预制悬臂梁分段的步骤，所述悬臂梁分段包括悬臂梁本体、钻台、井架下部分段和井架上部分段；

在步骤S2中，将各悬臂梁分段合拢而形成悬臂梁。

3.如权利要求2所述的建造合拢方法，其特征在于，所述步骤S2中，首先，将所述悬臂梁本体的一端置于主船体上由夹紧座至延长端的位置，另一端置于胎架上，以使所述悬臂梁本体的一部分置于平台主船体上，另一部分置于所述胎架上；然后，依次将所述钻台合拢到所述悬臂梁本体上，将所述井架下部分段合拢到所述钻台上，将所述井架上部分段合拢到所述井架下部分段上。

4.如权利要求1所述的建造合拢方法，其特征在于，所述胎架为桁架结构。

5.如权利要求1所述的建造合拢方法，其特征在于，在所述步骤S3中，通过设置千斤顶对所述悬臂梁进行称重。

6.如权利要求5所述的建造合拢方法，其特征在于，在对所述悬臂梁称重之后，在所述悬臂梁的下方布置滑道并撤去千斤顶以使所述悬臂梁落在所述滑道上。

7.如权利要求1所述的建造合拢方法，其特征在于，还包括：提前确定悬臂梁在不同工况下的载荷分布以避免出现危险工况。

8.如权利要求7所述的建造合拢方法，其特征在于，所述不同工况包括：建造过程的工况和悬臂梁滑移至平台主船体过程的工况。

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