CN109899009B - 海洋钻井平台排管机的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海洋钻井平台排管机的安装方法，该排管机包括：上滑车、下滑车以及立柱，该安装方法包括步骤：将上滑车安装于井架上，下滑车安装于钻杆立根区域的主船体甲板上，并使上滑车和下滑车均可沿左右舷方向同向平行滑动；在钻杆立根区域主船体甲板上的下滑车滑动路径上固定安装连接工装，其中，连接工装的高度小于下滑车的高度；将立柱整体吊起并倾斜后从井架的开口送入井架，然后整体下放立柱将其下端送入钻杆立根区域内并与连接工装可转动连接；以连接工装为支点将立柱调整为竖直状态；解除立柱与连接工装的连接，移除连接工装，将竖直的立柱的上下端分别与上、下滑车连接。

Description

海洋钻井平台排管机的安装方法

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种超深水海洋钻井平台立式排管机安装方法。

背景技术

众所周知，海上超深水钻井平台系统复杂，设备数量多，单体设备重量重，设备的安装及调试是一种非常大的挑战。其中，第七代超深水钻井平台立式排管机共2个。主要有上部滑车及轨道，下部滑车及轨道和立柱组成。其主体立柱部分约43吨，长43.7米。安装在平台艉部钻杆立根区域，底部与主船体相连，上部与井架相连。其功能是配合其它排管设备竖直排钻杆或套管。因该立柱长度特别长，重量特别重，安装空间小等原因导致该设备安装非常困难。

传统的安装顺序和方法是：先将上部和下部滑车及轨道分别安装到位后，将立柱拆成上下两部分，上端部分29米，下端部分14.7米。然后利用相应的吊装设备及锁具将下部分立柱安装到底部滑车上，再将上部分立柱与下部分立柱连接，最后将上部分立柱与上部滑车连接，完成安装。然而，这种安装方法的缺点是：吊装次数多，立柱拆分后重新连接工作难度和工作量大，高空作业项目多，安全风险高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明在于提供一种海洋钻井平台排管机的安装方法，以解决现有技术安装过程复杂，工作量大且安全风险高等问题。

针对上述技术问题，本发明提出一种海洋钻井平台排管机的安装方法，该排管机包括：上滑车、下滑车以及立柱，该安装方法包括步骤：将上滑车安装于井架上，下滑车安装于钻杆立根区域的主船体甲板上，并使上滑车和下滑车均可沿左右舷方向同向平行滑动；在钻杆立根区域主船体甲板上的下滑车滑动路径上固定安装连接工装，其中，连接工装的高度小于下滑车的高度；将立柱整体吊起并倾斜后从井架的开口送入井架，然后整体下放立柱将其下端送入钻杆立根区域内并与连接工装可转动连接；以连接工装为支点将立柱调整为竖直状态；解除立柱与连接工装的连接，移除连接工装，将竖直的立柱的上下端分别与上、下滑车连接。

在优选方案中，在安装上滑车和下滑车时，先分别在二者的滑动路径上安装轨道，而后，将上滑车和下滑车分别安装于各自对应的轨道上；在安装连接工装时，将连接工装固定于下滑车对应的轨道上，并使连接工装在沿左右舷方向上位于井架的开口的中间位置。

在优选方案中，所述将立柱整体吊起并倾斜后从井架的开口送入井架内，然后整体下放立柱使其下端送入钻杆立根区域内并与连接工装可转动连接的步骤中具体包括：向上牵引立柱的上端以整体吊起立柱，之后，将立柱竖直吊装至井架的开口外；向井架内牵引立柱的下部使立柱呈倾斜状态且使立柱的下端进入井架内；保持对立柱上端和下部的牵引，使立柱在倾斜状态下整体下放，直至立柱下端到达钻杆立根区域内并与连接工装对接。

在优选方案中，立柱的上端通过吊车进行牵引；立柱的下部通过预设在井架平台上的一绞车进行牵引，所述绞车通过导向轮导向的绳缆连接并牵引立柱的下部。

在优选方案中，所述以连接工装为支点将立柱调整为竖直状态的步骤包括：先解除将立柱整体吊起的牵引；之后，牵引立柱的上端使立柱绕连接工装转动，将立柱由倾斜状态调整为竖直状态。

在优选方案中，立柱上端侧面通过预设在井架平台上的两个绞车进行牵引，所述两个绞车分别通过导向轮导向的绳缆连接立柱上端的两个侧面；该两个侧面分别为立柱在调整为竖直状态过程中朝向井架内的正面，以及背离该正面的背面。

在优选方案中，立柱从井架的开口进入井架时，立柱具有机械手的一面朝向井架的开口；所述以连接工装为支点将立柱调整为竖直状态的步骤中，在将立柱由倾斜状态调整为竖直状态之后，还将立柱绕其自身轴线旋转180度。

在优选方案中，所述将立柱绕其自身轴线旋转180度的步骤包括：再次对立柱上端进行吊接；沿立柱周向的四个方向对立柱上端进行牵引，调整四个牵引方向将立柱进行180度旋转。

在优选方案中，利用预设在井架上端横梁的两对手拉葫芦对所述立柱上端侧面四个方向进行牵引并拉紧竖直的立柱；其中一对手拉葫芦悬挂于沿左右舷方向的横梁上，以沿左右舷方向牵引立柱，另一对手拉葫芦悬挂于沿艏艉方向的横梁上，以沿艏艉方向牵引立柱；之后，调整四个手拉葫芦在其各自对应的横梁上的悬挂点，分别拉紧四个手拉葫芦以将立柱旋转180度。

在优选方案中，所述移除连接工装，将竖直的立柱的上下端分别与上、下滑车连接的步骤包括：将立柱整体向上吊起，然后移除连接工装；将下滑车滑动至立柱的下方，之后，整体下放立柱使其与下滑车连接；然后，将立柱的上端与上滑车连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明排管机的安装方法，其通过在下滑车的滑动路径上设置连接工装，以将排管机的立柱的下端与连接工装对接并以连接工装为支点，将立柱整体先倾斜送入井架以及钻杆立根区域内，改变了传统的拆分排管机的安装方法，大大降低了设备安装成本；减少了吊装大部件的作业次数，从而减少了安装作业的风险。同时，由于连接工装的高度小于下滑车的高度，可将立柱向下伸出连接工装和下滑车的高度差，避免立柱从倾斜状态调整为竖直状态时其上端与井架的开口的上沿发生干涉，从而实现将立柱整体送入井架内。

附图说明

图1是本实施例排管机的安装方法步骤流程示意图。

图2是本实施例海洋钻井平台的排管机待安装位置(从右舷角度)的结构示意图。

图3是本实施例海洋钻井平台的排管机待安装位置(仅右舷部分)的俯视结构示意图。

图4是本实施例海洋钻井平台的排管机待安装位置(从船艏角度)的结构示意图。

图5是本实施例海洋钻井平台的排管机待安装位置(从船艉角度)的结构示意图。

图6是本实施例连接工装于下滑车轨道连接的结构示意图。

图7是图6中A-A方向的结构剖视图。

图8是本实施例将排管机吊装于井架的开口的结构示意图。

图9是本实施例排管机下端送入井架内的结构示意图。

图10是本实施例排管机下端与连接工装对接的结构示意图。

图11是本实施例排管机下端与连接工装对接后解除吊车吊装后的结构示意图。

图12是本实施例排管机在井架内有倾斜状态调整为竖直状态后的结构示意图。

图13是本实施例排管机在竖直状态旋转180后并且其下端与下滑车连接的结构示意图。

图14是本实施例排管机上端与上滑车连接后并拆除吊具后的结构示意图。

附图标记说明如下：10、井架；11、主甲板；12、井架平台；101、钻杆立根区域；102、井架主体部分；103、门形通道；104、V形通道；21、上滑车；31、下滑车；32、下轨道；4、立柱；41、机械手；42、上端吊耳；43、下部吊耳；44、背面吊耳；5、连接工装；51、固定支脚；52、底板；53、面板；54、转轴；55、加强板；56、耳板；57、销轴；6、吊车；71、绞车；711、导向轮；712、导向轮；713、绳索；01、吊点；72、绞车；721、导向轮；722、导向轮；723、绳索；02、吊点；73、绞车；731、导向轮；732、导向轮；733、绳索；03、吊点；81、手拉葫芦；82、手拉葫芦；9、吊带。

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。

本实施例提供的海洋钻井平台排管机的安装方法适用于立柱排管机的安装方法。本实施例的钻井平台，其艉部的左舷和右舷分别需安装一个排管机，两个排管机的安装方法相同，本实施例以将排管机安装于右舷位置为例介绍该安装方法。

本实施例的排管机包括：上滑车、下滑车以及立柱；其中，立柱重43吨，长度为43.7米。参阅图1，该海洋钻井平台排管机的安装方法包括：

步骤S100，将上滑车安装于井架上，下滑车安装于钻杆立根区域的主船体甲板上，并使上滑车和下滑车均可沿海洋钻井平台的左右舷方向同向平行滑动。

步骤S200，在钻杆立根区域主船体甲板上的下滑车滑动路径上固定安装连接工装，其中，连接工装的高度小于下滑车的高度。

步骤S300，将立柱整体吊起并倾斜后从井架的开口送入井架，然后整体下放立柱将其下端送入钻杆立根区域内并与连接工装可转动连接。

步骤S400，以连接工装为支点将立柱调整为竖直状态。

步骤S500，解除立柱与连接工装的连接，移除连接工装，将竖直的立柱的上下端分别与上滑车和下滑车连接。

本实施例海洋钻井平台排管机的安装方法，其通过在下滑车的滑动路径上设置连接工装，以将排管机的立柱的下端与连接工装对接并以连接工装为支点，将立柱整体先倾斜送入井架以及钻杆立根区域内，改变了传统的拆分排管机的安装方法，大大降低了设备安装成本；减少了吊装大部件的作业次数，从而减少了安装作业的风险。同时，由于连接工装的高度小于下滑车的高度，可将立柱向下伸出连接工装和下滑车的高度差，避免立柱从倾斜状态调整为竖直状态时其上端与井架的开口的上沿发生干涉，从而实现将立柱整体送入井架内。

具体而言，参阅图2至图6，本实施例的钻井平台右舷的排管机对应于井架10安装，井架10设置于主甲板11上，该井架10具有高于主甲板11的井架平台12，其中，对应井架10且位于主甲板11至井架平台12之间的高度范围为钻杆立根区域101，该钻杆立根区域101以上为井架主体部分102。井架主体部分102朝向船艏的一侧具有一门形通道103，即为本实施例立柱4送入的井架的入口，如图5所示；井架主体部分102朝向船艉的一侧具有V形通道104。

本实施例排管机的立柱4上设有两个机械手41，两机械手41位于立柱4的同一侧面并沿立柱4的轴向间隔设置，如图8所示。

接下来，结合图8至图14，详细阐述本实施例排管机的安装方法。

在步骤S100中，如图2所示，将上滑车21安装于井架10上时，先在井架10上安装上轨道(图中未示出)，之后将上滑车21与该上轨道连接，使上滑车21通过该上轨道安装于井架10上。将下滑车31安装于钻杆立根区域101的主船体甲板11上时，先在钻杆立根区域101的主船体甲板11上安装下轨道(图中未示出)，之后将下滑车31与该下轨道连接，使下滑车31通过该下轨道安装于钻杆立根区域101的主船体甲板11上。其中，上轨道和下轨道在竖直方向上上下对应，即下轨道在上轨道的正下方。

需要说明的是，在本步骤中，上滑车21可以是先安装于井架10上，然后将井架10连同上滑车21一起安装到钻井平台的主船体上，其可以根据现场是施工的需要进行调整。

在步骤S200中，在安装连接工装5时，将连接工装5固定于下滑车31对应的下轨道32上，并使连接工装5在沿左右舷方向上位于井架10的门形通道103的中间位置。

参阅图6至图7，连接工装5为钢制而成，其包括：固定支脚51、底板52、面板53、转轴54、加强板55、耳板56和销轴57。

固定支脚51有四个，均为槽钢，其两两设在下轨道长度方向的两侧，其底端与主甲板11固定连接；四个固定支脚51的上部固定连接底板52，以使底板52于下轨道32上。底板52的中心位置设置转轴54，面板53套设于转轴53上从而使其能以转轴54的轴线水平旋转。耳板56为两个，其上端均具有穿孔；两个吊耳56固定连接于面板53上且位于转轴53中心位置的两侧，两个耳板56面面相对，其二者相背离的一面设加强板55，以加强耳板56与面板53的连接强度。销轴57可活动地穿设于两个吊耳56的穿孔中。立柱4的底端具有吊耳，其上的穿孔与连接工装5上的两吊耳56上的穿孔对应，销轴57能够穿过其二者对应的穿孔，从而实现立柱4与连接工装5的可转动连接。

在步骤S300中，参见图8至图10，其具体包括以下子步骤：

步骤S301，利用120吨的吊车6(图中仅显示吊钩)牵引立柱4的上端吊耳42将立柱4整体吊起，之后，将立柱4竖直吊装至井架10的门形通道103外。其中，立柱4具有机械手41的一面朝向井架10的门形通道，防止后续立柱4处于倾斜状态时，其机械手41随重力打开而造成操作的便和可能发生的碰撞意外。

步骤S302，利用预设在井架平台12上的五吨的绞车71牵引立柱4的下部，使立柱4呈倾斜状态且使立柱4下端进入井架10内。

其中，结合图3和图5，立柱4下部具有机械手41的一侧面上设置有下部吊耳43；绞车71设置于井架10靠近船艉的一侧井架平台12上且靠近船体的右舷设置，其通过导向轮711和导向轮712导向绳索713连接并牵引立柱4的该下部吊耳43；导向轮711设置于靠近井架10且远离船体右舷的井架平台12上，导向轮711与绞车71在船体的左右舷方向具有间隔，导向轮712设置于井架V形通道104中间的上部，形成吊点01。

步骤S303，保持对立柱4上端和下部的牵引，使立柱4在倾斜状态下整体下放，直至立柱4下端到达钻杆立根区域101内并与连接工装5对接。其中，立柱4下端通过销轴57与连接工装5活动连接。

在步骤S400中，参见图10至图13，其包括子步骤：

步骤S401，利用预设在井架平台12上的一个五吨绞车72和一个三吨的绞车73，两个绞车72、73分别通过多个导向轮导向绳索723、733牵引立柱2的上端的两个侧面并拉紧立柱4。该两个侧面分别为立柱4在调整为竖直状态过程中朝向井架10内的正面，以及背离该正面的背面，在本实施例中，该正面即为立柱4具有机械手41的一侧面。

其中，结合图3至图5，绞车72和绞车73也设置于井架10靠近船艉的一侧井架平台12上且靠近船体的右舷设置，三个绞车71、72、73大致沿钻井平台艏艉方向排列。

绞车72通过导向轮721和导向轮722导向绳索723连接并牵引立柱4上端具有机械手41的一侧的上端吊耳42；导向轮721靠近导向轮711设置于井架平台12上，导向轮722设置于井架V形通道104的上方，且导向轮722位于导向轮712的上方，形成吊点02。

绞车73通过导向轮731和导向轮732导向绳索733连接并牵引立柱4上端具有机械手41的对侧的背面吊耳44；导向轮731设置于井架10靠近船艏的一侧井架平台12上，导向轮731与绞车73沿钻井平台艏艉方向排列；导向轮732设置于井架10的门形通道103的上部，形成吊点03。

需要说明的是，三个绞车以及与其配合的导向轮的安装位置不限于本实施例中的位置，其能够实现对立柱预定位置的牵引即可；同时，确保与三个绞车连接的绳缆的走向不发生干涉。

步骤S402，解除吊车6对立柱4上端吊耳42的连接。

步骤S403，利用绞车72、73牵引立柱4使其绕连接工装5的销轴57转动，将立柱4由倾斜状态调整为竖直状态。

步骤S404，将立柱4绕其自身轴线旋转180度。

本实施例中，该步骤S404可通过以下方式实施：

沿立柱4周向的四个方向对立柱4上端进行牵引，其中，该四个方向沿周向均匀分布。具体地，首先，利用预设并悬挂在井架10上端沿艏艉方向的横梁的两个10吨的手拉葫芦81，以沿艏艉方向牵引并拉紧竖直的立柱4；而后拆除绞车72、73与立柱4的连接；接着利用预设并悬挂在井架10上端沿左右舷方向的横梁的两个十吨的手拉葫芦82，以左右舷方向牵引立柱4，此时，立柱4上端侧面的四个方向受四个手拉葫芦的约束固定并保持竖直状态。

之后，再次对立柱4上端进行吊接，也就是，用吊车6将立柱4竖直钩住，并使吊车6承受立柱4的重量。

之后，调整四个手拉葫芦81、82在其各自对应的横梁上的悬挂点，分别拉紧四个手拉葫芦81、82使立柱4绕连接工装5的转轴54转动，直至立柱4旋转180度，使立柱4具有机械手41的一侧面朝向井架10的门形通道103，也就是朝向钻井平台的艏部方向。

其中，沿艏艉方向牵引立柱4的手拉葫芦81分别与立柱的上端吊耳42和背面吊耳43连接；沿左右舷方向牵引立柱4的手拉葫芦82分别与预设并缠绕在立柱上端的吊带9连接。

在步骤S500中，参见图14，首先，解除立柱4与连接工装的连接，利用吊车6将立柱4整体向上吊起，移除连接工装5；其次，将下滑车31沿下轨道32滑动至立柱4的下方，之后，整体下放立柱4使其下端与下滑车31连接；然后，将立柱4的上端与上滑车21连接；最后，拆除吊车6，以及手拉葫芦81、82与立柱4的连接，排管机的安装完成。

同样地，利用上述安装方法，将另一个立式排管机散装到钻井平台左舷的钻杆立根区域上，即完成平台的排管机安装。

需要说明是，本实施例排管机的安装方法中，若立柱4从井架10门形通道103送入时，其上的机械手41已经朝向船艏方向，上述步骤S404可以省略。

在其他实施例中，连接工装5位于下轨道32的位置不限于井架10的门形通道103的中间位置，也可以稍微偏离该位置设置，只需立柱4能够从门形通道103整体送入即可。

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 (10)

1.一种海洋钻井平台排管机的安装方法，该排管机包括：上滑车、下滑车以及立柱，其特征在于，该安装方法包括步骤：

将上滑车安装于井架上，下滑车安装于钻杆立根区域的主船体甲板上，并使上滑车和下滑车均可沿左右舷方向同向平行滑动；

在钻杆立根区域主船体甲板上的下滑车滑动路径上固定安装连接工装，其中，连接工装的高度小于下滑车的高度；

将立柱整体吊起并倾斜后从井架的开口送入井架，然后整体下放立柱将其下端送入钻杆立根区域内并与连接工装可转动连接；

以连接工装为支点将立柱调整为竖直状态；

解除立柱与连接工装的连接，移除连接工装，将竖直的立柱的上下端分别与上、下滑车连接。

2.如权利要求1所述的安装方法，其特征在于，在安装上滑车和下滑车时，先分别在二者的滑动路径上安装轨道，而后，将上滑车和下滑车分别安装于各自对应的轨道上；

在安装连接工装时，将连接工装固定于下滑车对应的轨道上，并使连接工装在沿左右舷方向上位于井架的开口的中间位置。

3.如权利要求1所述的安装方法，其特征在于，所述将立柱整体吊起并倾斜后从井架的开口送入井架内，然后整体下放立柱将其下端送入钻杆立根区域内并与连接工装可转动连接的步骤中具体包括：

向上牵引立柱的上端以整体吊起立柱，之后，将立柱竖直吊装至井架的开口外；

向井架内牵引立柱的下部使立柱呈倾斜状态且使立柱的下端进入井架内；

保持对立柱上端和下部的牵引，使立柱在倾斜状态下整体下放，直至立柱下端到达钻杆立根区域内并与连接工装对接。

4.如权利要求3所述的安装方法，其特征在于，立柱的上端通过吊车进行牵引；立柱的下部通过预设在井架平台上的一绞车进行牵引，所述绞车通过导向轮导向的绳缆连接并牵引立柱的下部。

5.如权利要求1所述的安装方法，其特征在于，所述以连接工装为支点将立柱调整为竖直状态的步骤包括：

先解除将立柱整体吊起的牵引；之后，

牵引立柱的上端使立柱绕连接工装转动，将立柱由倾斜状态调整为竖直状态。

6.如权利要求5所述的安装方法，其特征在于，立柱上端侧面通过预设在井架平台上的两个绞车进行牵引，所述两个绞车分别通过导向轮导向的绳缆连接立柱上端的两个侧面；该两个侧面分别为立柱在调整为竖直状态过程中朝向井架内的正面，以及背离该正面的背面。

7.如权利要求5所述的安装方法，其特征在于，立柱从井架的开口进入井架时，立柱具有机械手的一面朝向井架的开口；

所述以连接工装为支点将立柱调整为竖直状态的步骤中，在将立柱由倾斜状态调整为竖直状态之后，还将立柱绕其自身轴线旋转180度。

8.如权利要求7所述的安装方法，其特征在于，所述将立柱绕其自身轴线旋转180度的步骤包括：

再次对立柱上端进行吊接；

沿立柱周向的四个方向对立柱上端进行牵引，调整四个牵引方向将立柱进行180度旋转。

9.如权利要求8所述的安装方法，其特征在于，利用预设在井架上端横梁的两对手拉葫芦对所述立柱上端侧面四个方向进行牵引并拉紧竖直的立柱；其中一对手拉葫芦悬挂于沿左右舷方向的横梁上，以沿左右舷方向牵引立柱，另一对手拉葫芦悬挂于沿艏艉方向的横梁上，以沿艏艉方向牵引立柱；

之后，调整四个手拉葫芦在其各自对应的横梁上的悬挂点，分别拉紧四个手拉葫芦以将立柱旋转180度。

10.如权利要求1所述的安装方法，其特征在于，所述移除连接工装，将竖直的立柱的上下端分别与上、下滑车连接的步骤包括：

将立柱整体向上吊起，然后移除连接工装；

将下滑车滑动至立柱的下方，之后，整体下放立柱使其与下滑车连接；

然后，将立柱的上端与上滑车连接。

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