CN107653856A - 自升式平台的建造合拢方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自升式平台的建造合拢方法，包括如下步骤：分别在陆地上建造生活区模块、主船体模块、桩靴模块、桩腿模块和悬臂梁模块，并使各模块的完工时间相同；将桩靴模块合拢于桩腿模块上，保持主船体模块位于陆地上，分别将桩腿模块、生活区模块和悬臂梁模块合拢于主船体模块上。本发明使得各模块并行往主船体模块上进行合拢和安装，主船体模块内部的系统也可以同时进行调试，有效地加快了自升式平台建造速度；且建造合拢和基本的调试全过程均在陆地完成，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。

Description

自升式平台的建造合拢方法

技术领域

本发明涉及海洋工程建造领域，具体涉及一种桁架式桩腿自升式钻井平台全陆地建造合拢方法。

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，在大浅海大陆架的应用非常广泛。工作水深超过250呎的自升式平台从重量和强度的综合性能考虑，均采用桁架式桩腿。桩腿的建造合拢是自升式钻井平台的关键路径之一。

现代具有桁架式桩腿的自升式钻井平台的建造合拢方式通常都是采用一部分在陆地，另一部分下水后进行建造合拢，一般桩腿和悬臂梁是在主船体下水后进行建造合拢。

申请号CN201510520160.3，名称为《自升式平台的建造方法》的专利，其只关注了部分的建造流程，专利内容提供了桩靴和围井部分建造合拢方法。

还有一部分论文，只是对传统建造进行描述，或者关注舾装率等管理方面的问题。并没有对整个平台建造流程、建造合拢方法从技术上解决建造合拢的周期和成本的问题。如发表在《中国海上油气》2011年6月第3期的《陆地水平滑道建造自升式钻井平台滑移装船技术研究及应用》，只关注了自升式平台的滑移技术。由中石化胜利油建工程有限公司的李耀明等写的《浅谈自升式移动平台建造技术》，关注了自升式钻井平台建造过程的质量控制，并未对自升式钻井平台的建造合拢方式进行深入的研究。

上述的平台建造方法花费的时间太长，费用高，且在海水作业会受到洋流和天气的影响非常大。

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的建造合拢方法，以解决现有技术中平台建造方法花费的时间太长，费用高，且在海水作 业会受到洋流和天气的影响非常大等问题。

针对上述技术问题，本发明提出一种自升式平台的建造合拢方法，包括如下步骤：分别在陆地上建造生活区模块、主船体模块、桩靴模块、桩腿模块和悬臂梁模块，并使各模块的完工时间相同；将桩靴模块合拢于桩腿模块上，保持主船体模块位于陆地上，分别将桩腿模块、生活区模块和悬臂梁模块合拢于主船体模块上。

在优选方案中，根据每个模块的建造和合拢周期确定各模块的开工顺序；所述生活区模块、主船体模块、桩靴模块、桩腿模块和悬臂梁模块分段建造和合拢的周期按照从大到小的顺序进行排列；各个模块的开工顺序也按该顺序进行，以保证各模块的完工时间相同。

在优选方案中，所述桩腿模块、生活区模块和悬臂梁模块向主船体模块上的合拢过程并行。

在优选方案中，所述桩腿模块为桁架结构，在建造桩腿模块的步骤中还包括建造多节桩腿分段，所述将桩腿模块合拢于主船体模块上的步骤包括：将至少一桩腿分段构成基层桩腿段安装在所述主船体模块上，其中，最下部的桩腿分段底部合拢有桩靴模块，其他桩腿分段构成上部桩腿段；确定构成所述上部桩腿段的每节桩腿分段的起吊参数，其中，该起吊参数包括起重重量、起吊高度和最小起吊半径；依照构成所述上部桩腿段的每节桩腿分段的起吊参数，确定能够起吊并合拢所述上部桩腿段的每节桩腿分段的最小吨位的履带吊；通过组合选取至少两种不同吨位的履带吊实现上部桩腿段的合拢。

在优选方案中，桩腿分段共七节，其中一节桩腿分段构成基层桩腿段，其余六节桩腿分段由两种不同吨位的履带吊进行吊装合拢。

在优选方案中，桩腿模块为桁架结构，在建造桩腿模块的步骤中还包括建造多节桩腿分段，所述将桩腿模块合拢于主船体模块上的步骤包括：顶部桩腿段合拢步骤：在主船体模块上合拢至少一节桩腿分段形成顶部桩腿段；提升主船体模块步骤：提升主船体模块至一设定高度，并在船台上设置支撑结构以支撑主船体模块；桩腿分段合拢步骤：利用主船体模块上的升降装置升高顶部桩腿段，依次将待合拢的其他桩腿分段移至顶部桩腿段下方并合拢。

在优选方案中，所述顶部桩腿段合拢步骤包括：在主船体模块的围井处 设置临时桩靴，在临时桩靴上依次合拢至少一段桩腿分段而形成所述顶部桩腿段；在所述桩腿分段合拢步骤中将待合拢的桩腿分段移至顶部桩腿段下方之前，移除所述临时桩靴。

在优选方案中，所述桩腿分段合拢步骤中依次将待合拢的桩腿分段移至顶部桩腿段下方并合拢具体为：将待合拢的最上面一节桩腿分段移至顶部桩腿段下方，降下顶部桩腿段与该桩腿分段接触，对两者进行合拢形成新的顶部桩腿段；提升新的顶部桩腿段，再将下一节桩腿分段移至该顶部桩腿段下方，按上一步骤进行合拢，重复该步骤直至完成所有桩腿分段的合拢。

在优选方案中，所述设定高度大于待合拢的单节桩腿分段的高度。

在优选方案中，所述悬臂梁模块包括多个悬臂梁分段，所述将悬臂梁模块合拢于主船体模块上的步骤包括：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主船体模块的平台高度相同，且所述胎架与主船体模块上设有用于安装悬臂梁的导向座的一端对接；步骤S2，在胎架上将各悬臂梁分段合拢而构成悬臂梁模块；其中，所述悬臂梁模块的一部分搭设于主船体模块的导向座上；步骤S3，对所述悬臂梁模块进行称重；步骤S4，通过设置滑道将悬臂梁模块滑移至主船体模块的导向座上。

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

在优选方案中，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；所述步骤S2中，首先，将所述悬臂梁本体的一端置于主船体模块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主船体模块上，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，从而实现将各悬臂梁分段合拢而形成悬臂梁模块。

在优选方案中，所述胎架为桁架结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明优化了自升式平台的建造和合拢方法，使得各模块并行往主船体模块上进行合拢和安装，有效 地加快了自升式平台建造速度；且建造合拢和基本的调试全过程均在陆地完成，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，消除了自升式平台在码头生长海生物的机会，保护了平台的涂层寿命，最大幅度的降低生产周期和建造成本。

附图说明

图1是本实施例自升式平台的结构示意图。

图2是本实施例自升式平台的建造合拢方法的流程图。

图3是本实施例将桩腿模块合拢于主船体模块上的步骤流程图。

图4是本实施例的桩腿模块合拢的结构示意图。

图5是第二种实施例桩腿模块合拢方法的流程示意图。

图6是第二种实施例桩腿模块合拢方法进行桩腿合拢时临时桩靴的设置示意图。

图7是第二种实施例提升顶部桩腿段的状态示意图。

图8是第二种实施例合拢桩腿分段步骤中第一过程状态示意图。

图9是第二种实施例合拢桩腿分段步骤中第二过程状态示意图。

图10是第二种实施例完成桩腿分段合拢后的状态示意图。

图11是本实施例悬臂梁模块的建造合拢流程图。

图12是本实施例悬臂梁模块建造合拢的结构示意图。

附图标记说明如下：1、生活区模块；12、直升机平台；2、主船体模块/主船体；21、甲板机械；22、围井；23、升降装置；24、支撑结构；25、胎架；26、夹紧座；27、导向座；3、桩靴模块；4、桩腿模块；5、悬臂梁模块；51、悬臂梁本体；52、钻台；53、井架下部分段；54、井架上部分段；55、第一梁；56、第二梁；100、船台。

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2所示，本实施例的自升式平台划分成五个模块：生活区模 块1、主船体模块2、桩靴模块3、桩腿模块4和悬臂梁模块5。其中，生活区模块1包括驾驶室(图中未示出)和直升机平台12；主船体模块2包括齿轮箱和甲板机械21；桩腿模块4包括多节桩腿分段；悬臂梁模块5包括悬臂梁本体51、钻台52和井架(井架下部分段53和井架上部分段54构成井架)。

本实施例的自升式平台的建造合拢方法，包括如下步骤：

步骤S1，分别在陆地上建造生活区模块1、主船体模块2、桩靴模块3、桩腿模块4和悬臂梁模块5，并使各模块的完工时间相同。

本步骤S1中所提到的“建造”是指建造每个模块的模块分段，生活区模块1的建造指建造驾驶室和直升机平台12，桩腿模块4的建造指建造各桩腿分段，悬臂梁模块5的建造指分别建造悬臂梁本体51、钻台52、井架下部分段53和井架上部分段54；桩靴模块3为一个整体结构，本步骤桩靴模块3的建造也同时完成了桩靴模块3的合拢，该桩靴模块3可直接作为自升式平台的桩靴；主船体模块2的建造是指分别建造构成主船体的各分段并将各分段合拢形成完整结构，构成自升式平台的主船体。生活区模块1、桩腿模块4和悬臂梁模块5的合拢在后续步骤中完成，即往主船体2上合拢时完成。

根据每个模块的建造和合拢周期确定各模块的开工顺序；生活区模块1、主船体模块2、桩靴模块3、桩腿模块4和悬臂梁模块5分段建造和合拢的周期按照从大到小的顺序进行排列；各个模块的开工顺序也按该顺序进行，以保证各模块的完工时间相同。

步骤S2，将桩靴模块3合拢于桩腿模块4上，保持主船体2位于陆地上，分别将桩腿模块4、生活区模块1和悬臂梁模块5合拢于主船体2上。

该步骤S2中，桩靴模块3合拢于桩腿模块4的最下面一节桩腿分段上，桩腿模块4合拢于主船体2上时，即为将桩腿模块4的多节桩腿分段进行合拢形成完整结构，作为自升式平台的桩腿，且使桩腿合拢于主船体2上。

同样地，生活区模块1的驾驶室和直升机平台12通过滑移或吊装合拢于主船体2上，形成自升式平台的生活区；悬臂梁模块分段在主船体2以及设置的胎架上进行合拢、称重，然后滑移至主船体2上，形成自升式平台的悬臂梁。

较优地，桩腿模块4、生活区模块1和悬臂梁模块5向主船体2上的合拢过程并行。需要说明的是，这里的“并行”，并不是严格意义上的同步， 只要是部分过程同步进行都可称为并行。

将桩腿模块4合拢于主船体2上可采用以下两种方法来进行，这两种方法均在陆地上实现桩腿的合拢，以下一一介绍。

第一种方法：请结合图1和图3，该方法包括：

步骤S11，将至少一桩腿分段构成基层桩腿段安装在平台的主船体2上，其中，最下部的桩腿分段底部合拢有桩靴模块3，其他桩腿分段构成上部桩腿段；

步骤S12，确定构成上部桩腿段的每节桩腿分段的起吊参数，其中，该起吊参数包括起重重量、起吊高度和最小起吊半径；

步骤S13，依照构成上部桩腿段的每节桩腿分段的起吊参数，确定能够起吊并合拢上部桩腿段的每节桩腿分段的最小吨位的履带吊；

步骤S14，通过组合选取至少两种不同吨位的履带吊实现上部桩腿段的合拢。

第二种方法：请结合图1和图5，该方法包括：

顶部桩腿段合拢步骤S21：在主船体2上合拢至少一节桩腿分段形成顶部桩腿段；

提升主船体2步骤S22：提升主船体2至一设定高度，并在船台上设置支撑结构24以支撑主船体2；

桩腿分段合拢步骤S23：利用主船体2上的升降装置23升高顶部桩腿段，依次将待合拢的其他桩腿分段移至顶部桩腿段下方并合拢。

在本实施例中，顶部桩腿段合拢步骤S21包括：在主船体2的围井22处设置临时桩靴，在临时桩靴上依次合拢至少一段桩腿分段而形成顶部桩腿段。

在桩腿分段合拢步骤S23中将待合拢的桩腿分段移至顶部桩腿段下方之前，移除临时桩靴；并且在合拢完最下一节桩腿分段之后，该桩腿分段与桩靴模块3进行合拢。

进一步地，桩腿分段合拢步骤S23中，依次将待合拢的桩腿分段移至顶部桩腿段下方并合拢具体为：首先，将待合拢的最上面一节桩腿分段移至顶部桩腿段下方，降下顶部桩腿段与该桩腿分段接触，对两者进行合拢形成新的顶部桩腿段；然后，提升新的顶部桩腿段，再将下一节桩腿分段移至该顶 部桩腿段下方，按上一步骤进行合拢，重复该步骤直至完成所有桩腿分段的合拢。

较优地，步骤S22中的设定高度大于待合拢的单节桩腿分段的高度。

本发明中，悬臂梁模块5向主船体2上的合拢亦在陆地上进行，结合图1和图11，将悬臂梁模块5合拢于主船体2上的步骤包括：

步骤S31，在陆地上设置胎架，使胎架的高度与设于陆地上的主船体2的平台高度相同，且胎架与主船体2上设有用于安装悬臂梁模块5的导向座的一端对接；

步骤S32，在胎架上将各悬臂梁本体51、钻台52、井架下部分段53和井架上部分段54合拢而构成悬臂梁；其中，悬臂梁的一部分搭设于主船体模块2的导向座上；

步骤S33，对悬臂梁进行称重；

步骤S34，通过设置滑道将悬臂梁滑移至主船体2的导向座上。

进一步地，该步骤S31还包括：根据悬臂梁的长度确定胎架的长度；其中，主船体2的导向座包括用于夹紧悬臂梁的夹紧座，设定与胎架对接的主船体2的一端为延长端，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S32中，首先，将悬臂梁本体51的一端置于主船体2上由夹紧座至延长端的位置，另一端置于胎架上，以使悬臂梁本体51的一部分置于主船体2上，另一部分置于胎架上；然后，依次将钻台52合拢到悬臂梁本体51上，将井架下部分段53合拢到钻台52上，将井架上部分段54合拢到井架下部分段53上，从而实现将各悬臂梁分段合拢而形成悬臂梁。

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

接下来，如图1至图12所示，以JU2000E型400呎的自升式钻井平台的建造和合拢为例说明本发明的实施方法。JU2000E型400呎自升式钻井平台具有三条桩腿，每条桩腿分为七个桩腿分段。桩腿高度达167米。全船重量约18000吨，其中悬臂梁及井架重约2800吨。下面以此平台为例说明该发明的具体实施方式。

该自升式平台的五大模块，生活区模块1、主船体模块2、桩靴模块3、 桩腿模块4和悬臂梁模块5分段建造和合拢的周期分别为Ta＝95天、Ts＝180天、Tf＝30天、Tl＝156天和Tc＝45天，从大到小的排列顺序为Ts天＞Tl天＞Ta天＞Tc天＞Tf天。从建造周期来看，主船体模块2需要的时间最长，也就是说五大模块建造完成至少需要180天，所以主船体模块2最先开工，180天以后完成，其余的四大模块的开工时间均从180天后向前推，由此来决定开工的最晚时间。

请再参见图3并结合图4，按照上述第一种方法将桩腿模块4合拢于主船体2上的步骤包括：

第一步：每一桩腿模块的七节桩腿分段分别由低到高的编号为L401、L501、L601、L701、L801、L901-1和L901-2。桩腿分段L401构成基层桩腿段，可采用250吨龙门吊起吊并安装在平台的主船体2上。桩腿分段L501、L601、L701、L801、L901-1和L901-2将在后续步骤中依次合拢于桩腿分段L401上，该六节桩腿分段构成上部桩腿段。

第二步：确定构成上部桩腿段的桩腿分段L501、L601、L701、L801、L901-1和L901-2的起吊参数，该起吊参数包括起重重量、起吊高度和最小起吊半径，并制定各桩腿分段的起吊参数信息表(见表1)。

表1各桩腿分段的起吊参数信息表

桩腿分段编号	起吊半径	起吊重量	起吊高度
				L501	28m	222T	88.7m
L601	28m	222T	124.3m
				L701	28m	159T	131.4m
L801	28m	222T	157m
				L901-1	28m	127T	169m
L901-2	28m	127T	182m

第三步：依照各桩腿分段的起吊参数信息表，确定能够起吊合拢每节桩腿分段的最小吨位的履带吊，并制定履带吊起重能力信息表(见表2)。

表2履带吊起重能力信息表

第四步：通过组合选取至少两种不同吨位的履带吊实现上部桩腿段的合拢。根据表2，可选取出多种吊装方案，例如可以采用下述两种：

第一种吊装方案是：采用1250T履带吊，48m塔式辅臂把桩腿分段L501，L601和L701全部吊装完成；采用2000T履带吊84m塔式辅臂把桩腿分段L801、L901-1和L901-2吊装完成。

第二种吊装方案是：采用1250T履带吊，42m塔式辅臂吊装桩腿分段L501和桩腿分段L601，用54m塔式辅臂吊装桩腿分段L701。其中，对54m塔式辅臂配重80T和180T均可实现吊装，为了不改变前一工况(吊装L601分段)配重，选择与前一工况配重相同的配重180T。采用2000T履带吊84m塔式辅臂把桩腿分段L801、L901-1和L901-2吊装完成。

两种方案中，前者节省时间和费用，而后者更为安全可靠，可根据船厂的操作工人的水平选择更合适的一种方案。

根据市场上履带吊的租金情况，起重吨位与租金并不是呈正比的关系，租金几乎与起重吨位的三次方成正比。目前市场上的2000T履带吊的租金超过1250T履带吊的四倍。所以，尽管前面的L501，L601，L701分段也可以采用2000T履带吊，102m主臂和54m塔式辅臂进行吊装，但考虑到吊机的租金，本发明采用1250T履带吊进行吊装L501，L601和L701。采用2000T履带吊进行吊装L801、L901-1和L901-2分段。较优地，在满足表2的情况下，尽可能选用起吊高度大的塔式辅臂6。考虑到1250吨履带吊的租金不到 2000吨履带吊的1/4，尽量采用1250吨的履带吊。

按上述方法对JU2000E类型的400呎自升式钻井平台进行桩腿模块合拢，比在海上合拢减少平台在海上的时间50天，有效地提高了工作效率；同时，与租用浮吊相比租金就节约超过1000万，大大降低了工作成本。

参阅图5至图10，按照上述第二种方法将桩腿模块4合拢于主船体2上具体包括如下步骤：

一、按照步骤S21合拢顶部桩腿段：

如图6和图7，先在主船体2的围井22(即安装桩腿模块4的位置)处设置临时桩靴(图中未示出)，在临时桩靴上依次合拢至少一段桩腿分段而形成该顶部桩腿段。该临时桩靴在步骤S23中合拢其他桩腿分段之前移除。

在临时桩靴上合拢的桩腿分段数量取决于船厂的起重能力，根据船厂起重设备的吊装高度，将位于最上方的一节或多节桩腿分段在临时桩靴上由下而上依次合拢，从而形成顶部桩腿段。此时的合拢方式可参照现有技术。

本实施例中，在船厂250吨龙门吊下建造，龙门吊起吊高度60米，可以合拢最上面的两节桩腿分段L901-1和L901-2。在合拢时，先吊装桩腿分段L901-1到围井22处，与临时桩靴安装后，再合拢桩腿分段L901-2至桩腿分段L901-1上，该两节桩腿分段L901-1和L901-2形成初始的顶部桩腿段。当船厂具有更大的起重能力，可以合拢更多的桩腿分段时，同样按该方式由下而上依次合拢。

合拢完成后，顶部桩腿段将通过临时桩靴站立于船台100上。

临时桩靴设置于船台100上，可以分散顶部桩腿段对船台100的压力。临时桩靴的尺寸大致地与桩靴模块3的尺寸相当，便于放置在围井22的位置。临时桩靴的上部可采用与桩靴模块3的上部相同的结构，便于与顶部桩腿段的连接。较优地，临时桩靴的下部呈圆柱形，相比于桩靴模块3下部的圆锥形，该临时桩靴的下部底面积可增加，与船台100的接触面积增大，进一步减小船台100的压力。

二、按照步骤S22提升主船体2：

在提升主船体2时，较优地，先利用气囊升高主船体2，再利用主船体2上的升降装置23升高主船体2至设定高度H。在主船体2提升的过程中，顶 部桩腿段保持站立状态。

利用气囊升高主船体2时，力是逐步增加的，可以提高安全性，同时也减少了对升降装置23的使用。利用气囊使主船体2升高一定高度后，再换用平台自身的升降装置23进行精确的高度调节，升高过程中如有异常，可及时将主船体2下放至气囊上。

利用升降装置23升高主船体2时，先将主船体2升至略高于设定高度H，待支撑结构24到位后，再降下主船体2至设定高度H，且此时主船体2刚好能被支撑结构24支撑。支撑结构24的高度大致地与设定高度H相同，略大于待合拢的单节桩腿分段的高度。

步骤S20中提升主船体2的过程还可以利用液压提升装置来实现，该方式中，船台100上预先具有液压提升装置，即该液压提升装置为船厂的固定资产，此时直接利用该液压提升装置对主船体2进行提升，同样也经济易行。

三、按照步骤S23合拢剩余的桩腿分段：

对于步骤S23，在提升顶部桩腿段时，较优地，将顶部桩腿段升高至其底部与主船体2的底部平齐。待合拢的桩腿分段即可顺利移至顶部桩腿段下方。其中，在将初始的顶部桩腿段(即桩腿分段L901-1和L901-2)提升时，将桩腿分段L901-1下方的临时桩靴移除，该临时桩靴可放置在合适位置以重复利用。

各桩腿分段移至顶部桩腿段下方并合拢的具体过程为：

将待合拢的最上面一节桩腿分段移至顶部桩腿段下方，降下顶部桩腿段与该桩腿分段接触，对两者进行合拢形成新的顶部桩腿段；

提升新的顶部桩腿段，再将下一节桩腿分段移至该顶部桩腿段下方，按上一步骤进行合拢，重复该步骤直至完成所有桩腿分段的合拢。

该过程中，顶部桩腿段的提升及降下均由平台自身的升降装置23实现。

上述过程的状态可一并参阅图7至图9，其中，为使图面更为清晰，图7至图9中省略了部分支撑结构24的示意。

在将桩腿分段L901-1和L901-2构成的初始顶部桩腿段提升之后(图8所示的状态)，将桩腿分段L801移至桩腿分段L901-1下方，降下桩腿分段L901-2和L901-1，将桩腿分段L801与桩腿分段L901-1合拢。完成桩腿分段L801的合拢后，桩腿分段L801、L901-1和L901-2共同构成新的顶部桩腿段， 此时状态如图8所示。

再参阅图9，接着利用升降装置23提升桩腿分段L801、L901-1和L901-2，再将桩腿分段L701移至桩腿分段L801下方，同样按上述方法进行合拢。

剩余桩腿分段L601、L501及L401的合拢均参照该方式，桩腿分段L601、L501及L401的合拢状态省略图示，完成合拢后的状态如图10所示。

为方便施工，可以在未合拢的桩腿分段上部搭建脚手架，焊接合拢后，进行相应的检验，直到验收合格。在该步骤S23中，平台的各桩腿模块进行桩腿分段合拢的过程可同步进行。

上述桩腿模块的合拢方法适用于所有比较高的桁架式桩腿，不受船厂起重能力的限制。临时桩靴和支撑结构24均可采用钢结构加工，且可以重复利用，该加工费用可均摊到多个项目当中，费用会大大降低。同时，此合拢方法由于采用一次提升桩腿的办法，因此可以同时合拢三条桩腿的分段，大幅降低桩腿合拢的周期，可从目前的2个月降低到1周。同时，上述桩腿模块的合拢方法利用升桩腿分段的方式代替大型吊机，节约了成本；由于载荷较小，不会影响升降装置23的疲劳寿命。

再参见图11至图12，将悬臂梁模块5合拢于主船体2上的步骤包括：

第一步，确定胎架25的高度和长度。JU2000E型400呎自升式钻井主船体2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25设计高度为11.04米。JU2000E型悬臂梁总长L1为56.2米，而自夹紧座26的尾部到主船体2尾部L2为23.4米。因此，胎架25设计的最小长度L0为32.8米。

第二步，确定胎架25的设计载荷。悬臂梁模块5重1669.3T，钻台52和井架(井架下部分段53和井架上部分段54构成井架)重量为1222.5T；风载，考虑悬臂梁模块5承受的风力，按最大风力九级来进行设计，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；工况二为悬臂梁模块5向主船体2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，把悬臂梁模块5的主体结构部分吊装在胎架25和主船体2上。悬臂梁本体51的第一梁55和第二梁56放置在夹紧座26的后面，其中超过 主船体2的部分放置在胎架25上。然后依次把钻台52合拢到第一梁55和第二梁56上，把井架下部分段53合拢到钻台52上面，把井架上部分段54合拢到井架下部分段53上。

第五步，在胎架25和主船体2相应位置布置千斤顶(图中未示出)，进行悬臂梁模块5的称重试验。

第六步，在悬臂梁模块5下方相应位置布置滑道，其中，该滑道与主船体2上导向座27对应；撤去千斤顶，使悬臂梁模块5落在滑道上，然后通过牵引装置把悬臂梁模块5整体滑移至主船体2上，完成悬臂梁模块5合拢与滑移的全过程。

比采用下水后再进行悬臂梁模块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。

该悬臂梁模块5的建造和合拢，利用胎架和主船体的对接进行悬臂梁模块的合拢、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，克服了悬臂梁模块船台建造与主船体高度差的困难，缩短了在海上的建造周期。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。

本发明的优化了自升式平台的建造和合拢方法，使得各模块并行往主船体模块上进行合拢和安装，主船体模块内部的系统也可以同时进行调试，有效地加快了自升式平台建造速度；且建造合拢和基本的调试全过程均在陆地完成，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。

本发明自升式平台的建造合拢方法适用于所有比较高的桁架式桩腿，不受船厂起重能力的限制。整个建造合拢过程均在陆地完成，可以节约费用几千万元，节约建造周期超过两个月。与传统建造合拢方案相比，本发明至少减少自升式平台在海上的时间两个月，减少了一次升船后打砂补漆的工序。同时，消除了自升式平台在码头生长海生物的机会，保护了平台的涂层寿命。此外，对于平台的持有人来说，意味着可以提前两个月投入生产，减少了投资的风险，降低了融资的成本，提高了收益。

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 (13)

1.一种自升式平台的建造合拢方法，其特征在于，包括如下步骤：

分别在陆地上建造生活区模块、主船体模块、桩靴模块、桩腿模块和悬臂梁模块，并使各模块的完工时间相同；

将桩靴模块合拢于桩腿模块上，保持主船体模块位于陆地上，分别将桩腿模块、生活区模块和悬臂梁模块合拢于主船体模块上。

2.如权利要求1所述的建造合拢方法，其特征在于，根据每个模块的建造和合拢周期确定各模块的开工顺序；

所述生活区模块、主船体模块、桩靴模块、桩腿模块和悬臂梁模块分段建造和合拢的周期按照从大到小的顺序进行排列；各个模块的开工顺序也按该顺序进行，以保证各模块的完工时间相同。

3.如权利要求1所述的建造合拢方法，其特征在于，所述桩腿模块、生活区模块和悬臂梁模块向主船体模块上的合拢过程并行。

4.如权利要求1所述的建造合拢方法，其特征在于，所述桩腿模块为桁架结构，在建造桩腿模块的步骤中还包括建造多节桩腿分段，所述将桩腿模块合拢于主船体模块上的步骤包括：

将至少一桩腿分段构成基层桩腿段安装在所述主船体模块上，其中，最下部的桩腿分段底部合拢有桩靴模块，其他桩腿分段构成上部桩腿段；

确定构成所述上部桩腿段的每节桩腿分段的起吊参数，其中，该起吊参数包括起重重量、起吊高度和最小起吊半径；

依照构成所述上部桩腿段的每节桩腿分段的起吊参数，确定能够起吊并合拢所述上部桩腿段的每节桩腿分段的最小吨位的履带吊；

通过组合选取至少两种不同吨位的履带吊实现上部桩腿段的合拢。

5.如权利要求4所述的建造合拢方法，其特征在于，桩腿分段共七节，其中一节桩腿分段构成基层桩腿段，其余六节桩腿分段由两种不同吨位的履带吊进行吊装合拢。

6.如权利要求1所述的建造合拢方法，其特征在于，桩腿模块为桁架结构，在建造桩腿模块的步骤中还包括建造多节桩腿分段，所述将桩腿模块合拢于主船体模块上的步骤包括：

顶部桩腿段合拢步骤：在主船体模块上合拢至少一节桩腿分段形成顶部桩腿段；

提升主船体模块步骤：提升主船体模块至一设定高度，并在船台上设置支撑结构以支撑主船体模块；

桩腿分段合拢步骤：利用主船体模块上的升降装置升高顶部桩腿段，依次将待合拢的其他桩腿分段移至顶部桩腿段下方并合拢。

7.根据权利要求6所述的建造合拢方法，其特征在于，所述顶部桩腿段合拢步骤包括：在主船体模块的围井处设置临时桩靴，在临时桩靴上依次合拢至少一段桩腿分段而形成所述顶部桩腿段；

在所述桩腿分段合拢步骤中将待合拢的桩腿分段移至顶部桩腿段下方之前，移除所述临时桩靴。

8.根据权利要求6所述的建造合拢方法，其特征在于，所述桩腿分段合拢步骤中依次将待合拢的桩腿分段移至顶部桩腿段下方并合拢具体为：

将待合拢的最上面一节桩腿分段移至顶部桩腿段下方，降下顶部桩腿段与该桩腿分段接触，对两者进行合拢形成新的顶部桩腿段；

提升新的顶部桩腿段，再将下一节桩腿分段移至该顶部桩腿段下方，按上一步骤进行合拢，重复该步骤直至完成所有桩腿分段的合拢。

9.根据权利要求6所述的建造合拢方法，其特征在于，所述设定高度大于待合拢的单节桩腿分段的高度。

10.如权利要求1所述的建造合拢方法，其特征在于，所述悬臂梁模块包括多个悬臂梁分段，所述将悬臂梁模块合拢于主船体模块上的步骤包括：

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主船体模块的平台高度相同，且所述胎架与主船体模块上设有用于安装悬臂梁的导向座的一端对接；

步骤S2，在胎架上将各悬臂梁分段合拢而构成悬臂梁模块；其中，所述悬臂梁模块的一部分搭设于主船体模块的导向座上；

步骤S3，对所述悬臂梁模块进行称重；

步骤S4，通过设置滑道将悬臂梁模块滑移至主船体模块的导向座上。

11.如权利要求10所述的建造合拢方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：根据悬臂梁模块的长度确定所述胎架的长度；其中，主船体模块的导向座包括用于夹紧悬臂梁模块的夹紧座，设定与胎架对接的主船体模块的一端为延长端，胎架的最小长度等于悬臂梁模块总长与夹紧座至延长端的距离之差。

12.如权利要求10所述的建造合拢方法，其特征在于，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；

所述步骤S2中，首先，将所述悬臂梁本体的一端置于主船体模块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主船体模块上，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，从而实现将各悬臂梁分段合拢而形成悬臂梁模块。

13.如权利要求10所述的建造合拢方法，其特征在于，所述胎架为桁架结构。