CN108275572A - 一种排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法 - Google Patents

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Abstract

一种排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,所述方法采用两台600吨龙门吊联合作业,配合平衡吊梁以及配重块的使用,利用井架V道口,实现排管机翻转和吊装到位。所述方法不受600吨龙门吊吊高能力的限制,巧妙解决两台吊车之间限位距离的影响,在整个吊装过程可以保证龙门吊各承重吊钩钢丝绳一直处于垂直状态,且吊装过程中无需摘钩换钩,实现吊装可以一次到位;此外,所述方法摒弃侧向导向索拉拽操作,使整个吊装过程更加安全。经统计,采用本发明方法,制作工装及人工费用仅需3万元,具有施工周期短、成本费用低、安全可靠的特点,具有良好的推广价值。

Description

一种排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法
技术领域
本发明涉及一种大型结构件安装方法,特别是排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法。
背景技术
排管机是海洋钻井平台钻井系统的核心设备,安装位置在井架内部,其高度基本上与井架下段的高度相近。排管机主要作用是完成钻杆从指梁到井口中心之间的往复移动,从而使操作人员脱离繁重的体力劳动,提高工作效率、实现钻机自动化。CJ50系列排管机的高度达到32m,重量约为34吨,其安装就位后的最高点距基线距离为56m。排管机作为钻井系统中的核心设备,属于精密仪器设备其价格达到2000万元以上;排管机安装时要求仅能使用厂家提供的吊点,禁止施工人员在设备其他部位利用绳索进行生拉硬拽,避免造成设备损坏。为提高平台下水前的舾装完整性,降低海上施工成本及安全风险,须将排管机在陆地建造阶段安装完毕。
排管机由于高度方向长,且要求垂直安装在井架内部,首选安装方法是从井架上开口处垂直吊入,此方法可以先安装井架下段,再从井架下段的上方吊入排管机;此方法也可以将排管机先吊入井架下段内部,再利用吊车将井架和排管机同时吊装至钻井平台。此方法安全系数高,操作简单,能最大限度的减小施工难度。但采用此方法需要具有超高起升高度的起重设备来实现,对于一般配备通用600吨龙门吊的海工船厂而言,其吊装高度无法满足上开口垂直吊入法,只能采用在船坞内建造的方式才能实现。
还有资料提出了一种井架V道口处三吊点翻身吊装法,该方法是待井架下段陆地建造合拢后,利用一台吊车的单吊钩分两根钢丝绳连接排管机的顶部和底部吊耳,将排管机水平吊运至井架V道口内(V道口是指井架的一个侧面设有倒V形的开口),使其排管机顶部靠近井架纵向中心线后,落到指定支撑架上后摘钩。再次挂钩,利用一吊钩通过钢丝绳连接排管机顶部吊耳作为主钩,另一吊钩通过钢丝绳连接排管机底部吊耳作为副钩,作为主钩的吊车拉紧钢丝绳将排管机顶部沿竖直方向缓慢吊起,副钩配合向井架方向靠近,直至排管机翻身至稳定状态,将副钩摘钩,排管机底部再利用导向索向远离井架的方向施加拉力,避免排管机晃动与井架干涉。直至排管机完全吊至竖直状态后,拆除导向索,将排管机固定于井架。此方案存有下述问题,1、需要三个吊点配合,操作难度大,需要保证排管机翻身至稳定状态下,即主钩完全受力,副钩不受力的状态,副钩方可摘钩。但由于井架上部结构有突出的区域A,并且根据起重规范要求吊钩的倾斜角度不许大于3°,因此,在进行排管机翻身作业时,极有可能排管机还没有翻身至稳定状态,副钩钢丝绳就已经与井架探出的结构A处产生干涉,如图7所示,超过了安全吊装规范要求,存有很大的安全隐患。2、此方案可行的前提条件是要保证主、副钩的距离能够足够接近,并且要满足吊重要求。但是,受通用起重设备配置及结构限制,上述条件难以满足,因此导致此方法无法实施。
发明内容
本发明提供了一种排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,所述方法以两台600吨龙门吊为基本起吊设备,配合平衡吊梁和配重的使用,实现低成本、安全可靠的将排管机安装在井架内部。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的:
一种排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:
a、配备两台600吨龙门吊,两台600吨龙门吊并排设置,其中1#龙门吊的下小车单钩通过两根钢丝绳分别连接排管机顶部吊耳和排管机底部吊耳,将排管机由井架的V形道口处水平进入井架内部,至排管机顶部吊耳位于井架纵向中心线处,排管机放置到支撑架上后摘钩;
b、取2#龙门吊中邻近1#龙门吊的上小车吊钩为主钩,主钩的中心对应井架的中心线,主钩安装钢丝绳,钢丝绳由井架上口落下,与排管机的顶部吊耳连接;
c、利用钢丝绳将1#龙门吊的下小车吊钩和邻近2#龙门吊的1#龙门吊的上小车吊钩分别与预制的悬臂吊梁的端部上吊耳、中部上吊耳进行连接,通过钢丝绳将悬臂吊梁的第二端部下吊耳与配重块进行连接,两吊钩联动起升悬臂吊梁,使悬臂吊梁保持水平状态;
d、通过钢丝绳将排管机底部吊耳与悬臂吊梁的第一端部下吊耳连接,构成副钩;
e、主、副钩同步上升将排管机水平吊起距支撑架200毫米后停止,待排管机稳定后,将位于排管机底部的支撑架拆除;
f、主钩起升拉紧钢丝绳,将排管机顶部向竖直方向逐渐抬起,1#龙门吊连同悬臂吊梁及副钩向井架方向水平移动,至两台龙门吊之间最小间距时1#龙门吊停止移动,完成排管机的翻转;
g、副钩逐渐卸力,直到主钩完全承担重量,副钩摘钩,1#龙门吊回位;
h、将排管机与井架进行组装,组装完成后主钩摘钩。
上述排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,所述悬臂吊梁上部设置端部上吊耳、中部上吊耳,端部上吊耳和中部上吊耳的间距为L1,L1与1#龙门吊的上小车吊钩与1#龙门吊下小车吊钩的中心距匹配;所述悬臂吊梁下部两端分别设置第一端部下吊耳和第二端部下吊耳,第二端部下吊耳与端部上吊耳的位置上下对应,第一端部下吊耳与中部上吊耳的间距为L2,
B1<L2<B2,B1为井架中心到井架V形道口之间的距离,
B2为两台龙门吊处于最小间距B3时,分别位于不同龙门吊上的两台相邻上小车吊钩的中心距;所述悬臂吊梁的总长度为L1+L2。
上述排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,所述配重的重量为排管机重量的0.8-1倍。
上述排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,支撑架高度为1.8-2.2米。
上述排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,上述f步骤主钩上移和副钩平移可以同步进行或交替进行,操作过程需由专人负责观察排管机顶部和底部状态,避免排管机与井架发生干涉或排管机触底,整个吊装过程,两台龙门吊承重钢丝绳始终保持垂直状态。
上述排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,所述悬臂吊梁为工字形截面,沿悬臂吊梁长度方法设置多个加强筋板。
本发明方法针对不具备超大型吊装设备的海工船厂将超长排管机安装在陆地建造钻井平台而设计。所述方法采用两台600吨龙门吊联合作业,配合平衡吊梁以及配重块的使用,提出了一套安全、低成本并切实可行的工艺方案。所述方法不受600吨龙门吊吊高能力的限制,巧妙解决两台吊车之间限位距离的影响,在整个吊装过程可以保证龙门吊各承重吊钩钢丝绳一直处于垂直状态,且吊装过程中无需摘钩换钩,实现吊装可以一次到位;此外,所述方法摒弃侧向导向索拉拽操作,使整个吊装过程更加安全。经统计,采用本发明方法,制作工装及人工费用仅需3万元,具有施工周期短、成本费用低、安全可靠的特点,具有良好的推广价值。
附图说明
图1是排管机起吊初始状态的示意图;
图2是排管机翻转至45°状态的示意图;
图3是排管机竖直位于井架内的示意图;
图4是悬臂吊梁的结构示意图;
图5排管机的结构示意图;
图6是井架的示意图;
图7是现有V道口三吊点翻身吊装法副钩钢丝绳与井架探出部位产生干涉的示意图。
图中各标号为:1、1#龙门吊,1-1、1#龙门吊的上小车吊钩,1-2、1#龙门吊的下小车吊钩,2、2#龙门吊,2-1、主钩,3、平衡吊梁,3-1、端部上吊耳,3-2、中部上吊耳,3-3、第一端部下吊耳,3-4、第二端部下吊耳,4、配重,5、排管机,5-1、排管机顶部吊耳,5-2、排管机底部吊耳,6、支撑架,7、井架,8、副钩。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
参看图5,所吊装的排管机5的高度达为32m,重量约为34吨,在排管机的顶部设有排管机顶部吊耳5-1,在排管机底部设有排管机底部吊耳5-2,两吊耳之间的间距为26米。
参看图6,所述井架7为CJ50自升式平台井架下段,其高度为33米,在陆地建造。采用通用的600吨龙门吊装排管机受起升高度限制,无法从井架的上口垂直吊入,因此利用井架侧部的V道口吊装排管机。V道口的高度为22米,B1为井架中心到井架V形道口之间的距离,B1为6米。
为实现安全吊装,保证吊钩始终处于垂直状态,避免因干涉而产生吊钩倾斜角度过大或排管机与井架发生碰撞的风险,本发明采用两台600吨龙门吊联合作业,并借助于预先制作的悬臂吊梁和配重。600吨龙门吊主要参数如下:上小车为两个,上小车起重量SWL2X300t,上小车销钩处起升高度到地面为88.5m,两吊钩最大吊重差150t,两吊钩横移距离13m到17m;下小车为一个,下小车主起重量SWL400t,副起重量SWL20t,下小车销钩处起升高度到陆地约80.5m;龙门吊跨度185m,总高度到陆地约113.5m,龙门吊主梁下沿到陆地约88.5m。两台龙门吊联吊时两个龙门吊中心线最小距离B3为25.5m;两个龙门吊最相近的两钩最小间距B2为8.5m,如图3所示。
参看图1-图4,本发明的吊装步骤如下:
a、两台600吨龙门吊并排设置,其中1#龙门吊1的下小车1-2单钩通过两根钢丝绳分别连接排管机顶部、底部的吊耳,将排管机5由井架7的V形道口处水平送入井架内部,至排管机顶部吊耳位于井架纵向中心线处,将排管机放置到支撑架6上后摘钩,支撑架的高度为1.8-2.2米,此高度为排管机吊装的起始高度,由此高度起吊可以避免排管机吊装过程底部触底及上部与V道口碰触。
b、调整2#龙门吊的位置至井架处,取2#龙门吊2中邻近1#龙门吊的上小车吊钩为主钩2-1,主钩的中心对应井架的中心线,主钩安装钢丝绳,钢丝绳由井架上口落下,与排管机顶部吊耳连接,吊装过程2#龙门吊的位置固定不变。
c、利用钢丝绳将1#龙门吊的下小车吊钩1-2和邻近2#龙门吊的1#龙门吊的上小车吊钩1-1分别与预制的悬臂吊梁3的端部上吊耳3-1、中部上吊耳3-2进行连接,通过钢丝绳将悬臂吊梁左端的第二端部下吊耳3-4与配重块6进行连接,两吊钩联动起升悬臂吊梁,使悬臂吊梁保持水平状态。
d、通过钢丝绳将排管机底部吊耳5-2与位于悬臂吊梁右端的第一端部下吊耳3-3连接,构成副钩8。
e、主副钩同步上升将排管机水平吊起距支撑架200毫米后停止,待排管机稳定后,将位于排管机底部的支撑架拆除。
f、主钩起升拉紧钢丝绳,将排管机顶部向竖直方向逐渐抬起,1#龙门吊连同悬臂吊梁及副钩向井架方向水平移动,在移动过程中排管机逐渐翻转,图2所示为排管机翻转至45°的状态;随着排管机翻转过程的进行,1#龙门吊平稳右移,至两台龙门吊之间约为最小间距时1#龙门吊停止移动,此时排管机翻转至竖直状态,如图3所示。
g、副钩逐渐卸力,至主钩完全承担排管机重量,副钩摘钩,1#龙门吊左移回位。
h、将排管机与井架进行组装,组装完成后再将主钩摘钩。
上述的f步骤,主钩上移和副钩平移可以同步进行或交替进行,操作过程需由专人负责观察排管机顶部和底部状态,避免排管机与井架发生干涉或排管机底部触底,整个吊装过程,两台龙门吊的三根承重钢丝绳始终保持垂直状态。
本发明方法悬臂吊梁的作用是至关重要的,设计悬臂吊梁可以实现吊装时吊梁悬臂端随排管机一同进入井架内,使得整个吊装过程中龙门吊的吊钩一直处于垂直状态,解决了现有技术吊装时钢丝绳与井架干涉问题,保证了吊装过程的安全性。悬臂吊梁的悬臂受力特点决定悬臂端受力后,另一端就会发生倾斜。因此在悬臂吊梁的另一端设计下吊耳来连接配重,以保证悬臂吊梁受力平衡。参看图3、图4,悬臂吊梁3的上部设置端部上吊耳3-1和中部上吊耳3-2,悬臂吊梁下部两端分别设置第一端部下吊耳3-3、第二端部下吊耳3-4,第二端部下吊耳与端部上吊耳的位置上下对应。悬臂吊梁为钢结构件,其截面为工字形,沿悬臂吊梁长度方法设置多个加强筋板3-5。端部上吊耳3-1和中部上吊耳3-2的间距为L1,L1与1#龙门吊的上小车吊钩1-1与1#龙门吊下小车吊钩1-2的中心距匹配,本实施例中L1的尺寸为8.5米。第一端部下吊耳3-3与中部上吊耳的间距为L2,B1<L2<B2,B2为两台龙门吊处于最小间距B3时分别位于不同龙门吊上的两台相邻上小车吊钩的中心距,所述悬臂吊梁的总长度为L1+L2。在本实施例中,B2为8.5米,考虑悬臂吊梁在满足使用条件的前提下尽量减小尺寸,因此确定L2为6.5米,这样悬臂吊梁的总长为15米。配重4的重量选择以杠杆平衡原理为依据,考虑到吊具重量等因素,可按照排管机重量的0.8-1倍确定,本实施例中配重的重量为30吨。

Claims (6)

1.一种排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:
a、配备两台600吨龙门吊,两台600吨龙门吊并排设置,其中1#龙门吊(1)的下小车(1-2)单钩通过两根钢丝绳分别连接排管机顶部吊耳(5-1)和排管机底部吊耳(5-2),将排管机(5)由井架(7)的V形道口处水平进入井架内部,至排管机顶部吊耳位于井架纵向中心线处,排管机放置到支撑架(6)上后摘钩;
b、取2#龙门吊(2)中邻近1#龙门吊的上小车吊钩为主钩(2-1),主钩的中心对应井架的中心线,主钩安装钢丝绳,钢丝绳由井架上口落下,与排管机的顶部吊耳连接;
c、利用钢丝绳将1#龙门吊的下小车吊钩(1-2)和邻近2#龙门吊的1#龙门吊的上小车吊钩(1-1)分别与预制的悬臂吊梁(3)的端部上吊耳(3-1)、中部上吊耳(3-2)进行连接,通过钢丝绳将悬臂吊梁的第二端部下吊耳(3-4)与配重块(6)进行连接,两吊钩联动起升悬臂吊梁,使悬臂吊梁保持水平状态;
d、通过钢丝绳将排管机底部吊耳(5-2)与悬臂吊梁的第一端部下吊耳(3-3)连接,构成副钩(8);
e、主、副钩同步上升将排管机水平吊起距支撑架200毫米后停止,待排管机稳定后,将位于排管机底部的支撑架拆除;
f、主钩起升拉紧钢丝绳,将排管机顶部向竖直方向逐渐抬起,1#龙门吊连同悬臂吊梁及副钩向井架方向水平移动,至两台龙门吊之间最小间距时1#龙门吊停止移动,完成排管机的翻转;
g、副钩逐渐卸力,直到主钩完全承担重量,副钩摘钩,1#龙门吊回位;
h、将排管机与井架进行组装,组装完成后主钩摘钩。
2.根据权利要求1所述的排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,其特征在于:所述悬臂吊梁上部设置端部上吊耳、中部上吊耳,端部上吊耳和中部上吊耳的间距为L1,L1与1#龙门吊的上小车吊钩(1-1)与1#龙门吊下小车吊钩(1-2)的中心距匹配;所述悬臂吊梁下部两端分别设置第一端部下吊耳和第二端部下吊耳,第二端部下吊耳与端部上吊耳的位置上下对应,第一端部下吊耳与中部上吊耳的间距为L2,
B1<L2<B2,B1为井架中心到井架V形道口之间的距离,
B2为两台龙门吊处于最小间距B3时,分别位于不同龙门吊上的两台相邻上小车吊钩的中心距;所述悬臂吊梁的总长度为L1+L2。
3.根据权利要求2所述的排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,其特征在于:所述配重的重量为排管机重量的0.8-1倍。
4.根据权利要求3所述的排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,其特征在于:支撑架高度为1.8-2.2米。
5.根据权利要求4所述的排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,其特征在于:上述f步骤主钩上移和副钩平移可以同步进行或交替进行,操作过程需由专人负责观察排管机顶部和底部状态,避免排管机与井架发生干涉或排管机触底,整个吊装过程,两台龙门吊承重钢丝绳始终保持垂直状态。
6.根据权利要求5所述的排管机在自升式钻井平台陆地建造的吊装方法,其特征在于:所述悬臂吊梁为工字形截面,沿悬臂吊梁长度方法设置多个加强筋板(3-5)。
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