CN201010897Y - 用于桩腿分段建造的组合胎架装置 - Google Patents

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单忠伟
孙洪国
姜福茂
王维玉
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Abstract

本实用新型公开了一种用于桩腿分段建造的组合胎架装置,包括纵向间隔布置固定于地面的下I型模板(B1)、平行于下I型模板(B1)的纵向方向间隔布置固定于地面的下II型模板(B2),以及下I型模板(B1)与下II型模板(B2)之间的纵向方向间隔布置的上模板(B3)。本实用新型的桩腿分段胎架装置与常规的分段胎架相比,具有强度好、精度高并且易于调整等特点,根据桩腿分段的结构特点,在具体型式上,充分考虑了单片预装、单片大组及分段吊装的多方面因素,设计方案更符合实际,具有充分的合理性。另外在本实用新型装置中详细规定了装配定位基准及技术要求,确保了桩腿结构的外形尺寸及装配精度。

Description

用于桩腿分段建造的组合胎架装置
技术领域
本实用新型涉及一种由多个模板组合成的支撑装置,更具体地说,涉及一种用于大型自升式钻井平台三角形桩腿分段建造的组合胎架装置。
背景技术
目前世界各国所用的移动式平台中,自升式钻井平台约占70%,是石油钻井平台的主要类型。成功建造自升式钻井平台的关键就是要精确的建造桩腿。桩腿形状为三角桁架式,桩腿结构的三个角处设有带齿条的主舷管、其间通过撑管连接,如图5所示,包括两个相对的半圆管15和带有齿条的部分16,通过结构管相连接组成三角桁架。通常三角桁架单腿长度较长,需要分段建造,例如,单腿长168米,每个桩腿分成7段,分段建造后接长,分段尺寸约14m*12m*26m,重量185吨。每个分段又划分成三片分别在预装胎架上预装,再按组立顺序分别到分段组立场地进行大组立。由于桩腿结构复杂并且桩腿与齿条箱的配合精度要求极高,因此对于桩腿结构的建造精度要求极高,分段建造完工的尺寸及形位公差仅几个毫米,而且分段完工后,一旦超差将无法切修。为保证桩腿的建造精度,必须对桩腿建造的全过程进行严格控制,因而设计制作优质的胎架装置,是控制分段制作精度的前提基础。
现有技术的船体分段胎架一般为平面或曲面分段胎架,采用型钢支撑,该种胎架虽然可以对分段进行垂向限位;但水平方向无法精确限位。因此,该型式胎架适用于精度要求相对不太高的常规船体分段。
发明内容
本实用新型针对上述问题,提供了一种用以保证桩腿建造精度的胎架装置,本实用新型的桩腿分段胎架装置,根据分段的重量分布情况,对模板及支撑进行了合理布置,确保受力均匀,达到控制变形的目的。从而解决了现有技术中的船体分段胎架无法在水平方向上精确限位的问题。
为了解决上述问题,本实用新型构造了一种用于桩腿分段建造的组合胎架装置,包括纵向间隔布置固定于地面的下I型模板、平行于下I型模板的纵向方向间隔布置固定于地面的下II型模板,以及下I型模板与下II型模板之间的纵向方向间隔布置的上模板。其中,下I型模板包括模板、位于模板两侧相对的侧板、在模板外侧和侧板的外侧设置的顶板、位于模板下方的座板,位于座板与模板底部之间的垫板,以及一端铰接于模板上方的压板。压板的另一端设置有销孔,压板上还设置有顶紧螺栓/螺母机构。在固定主舷管时,压板利用销轴通过述压板和模板上的销轴孔锁定;此时,模板上表面与压板围成的曲面具有与主舷管横断面形状充分接触的形状,利用顶紧螺栓/螺母机构的锁紧作用使主舷管充分固定。此外,座板的上表面设置有下平板,而且模板的侧面标记有高度准线、舷管中心准线、水平距离检查线以及齿条中心准线;模板上还设置有分别用于调节主舷管高度、水平位置、倾斜度的顶螺母。而下II型模板与所下I型模板的结构相同,并且其设置方向与下I型模板的设置方向相对。上模板包括固定于地面的支柱以及在支柱顶端固定的具有主舷管圆弧形状的模板模,模板体上设有用于调整舷管高度和水平位置的顶推螺栓机构。
本实用新型用于桩腿分段建造的组合胎架装置,其进一步改进在于,在下I型模板和下II型模板的设置方式中,在一个支撑位置由两块模板近距离并置构成,并且两块模板恰好分别支撑主舷管齿条的两个齿顶;这一成组并置的两块模板之间的间距优选方式下设定为1英尺。当然,也可以在一个支撑位置设置一个模板,但此时要求模板厚度较大,增加了耗材;而较薄的模板支撑效果会存在不稳定因素。
此外,由于支柱体较高,为了保证上模板支柱的稳定,在其两侧设置有固定机构,该固定机构可以是在支柱两侧一端固定于支柱上另一端固定在固定物(如地面)的拉索。也可以采用其他形式的固定,如支柱外侧的顶撑装置等等。
通过上述技术方案,本实用新型采用了一种可精确调整主舷管竖直方向和水平方向的胎架装置用于桩腿的分段建造。本实用新型的桩腿分段胎架装置与常规的分段胎架相比,具有强度好、精度高并且易于调整等特点,根据桩腿分段的结构特点,在具体形式上,充分考虑了单片预装、单片大组及分段吊装的多方面因素,设计方案更符合实际,具有充分的合理性。另外在本实用新型装置中详细规定了装配定位基准及技术要求,确保了桩腿结构的外形尺寸及装配精度。
附图说明
图1是本实用新型桩腿建造胎架装置的俯视示意图,显示出胎架装置在平面中的整体布置方式;
图2是本实用新型桩腿建造胎架装置沿纵向投影的示意图,显示出胎架装置的设置状态;
图3是图2中胎架装置的使用状态示意图,显示出分段建造的桩腿在胎架装置上的设置状态;
图4是下I型模板和下II型模板放大的结构示意图;
图5是主舷管横截面的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的胎架装置充分地考虑了桩腿结构特点、组立顺序、精度要求及建造场地等情况,形成了以三种型式的专用模板为主,配有支撑、拉索等辅助组件构成的专用胎架装置。
参考图1所示,本实用新型的组合胎架装置,包括纵向间隔布置固定于地面的下I型模板B1、平行于下I型模板B1的纵向方向间隔布置固定于地面的下II型模板B2,以及下I型模板B1与下II型模板B2之间的纵向方向间隔布置的上模板B3;从而实现了上述三组模板的并排设置,在建造过程中用于支撑三角形桩腿结构。
其中,下II型模板B2与下I型模板B1的结构原理相同,用于支撑单片的斜向主舷管,具体结构如图4所示,包括模板2、侧板1和6、顶板7、座板4、垫板5、以及压板8。侧板1和6位于模板2相对的两侧;在侧板的外侧设置顶板7,顶板7设置有顶推螺栓,用于实现模板位置的精确设定,此外,在模板2没有设置侧板的两个侧面也设置有顶板7(如图所示),其功能与上相同。模板2下方的座板4其上表面为平整的下平板3,在下平板3与模板2底部之间设置垫板5,可以调整模板上表面的水平度。模板2上还设置有加强板和加强筋(图中未示出)以便增强模板强度以及增强顶推螺栓的支撑强度。
压板8的设置方式为,将其一端铰接于模板2上,从而压板8可以以该铰接点为轴转动;其另一端设置有销轴孔,压板8上还设置有顶紧螺栓/螺母机构9。在固定主舷管时,配合销轴13与模板2的销轴孔锁定压板8。此时,模板2上表面与压板8围成的曲面具有与主舷管横断面形状充分一致的形状,即支撑模板根据主舷管的形状进行精加工,使结构侧面和底面与模板进行充分的接触。再通过锁紧顶紧螺栓/螺母机构9可以充分固定主舷管,从而限制了结构的横向和垂向位移。
通常在紧定主舷管之前,还需利用顶螺母10参照模板2侧面的高度准线L1、舷管中心准线L2、水平距离检查线L3以及齿条中心准线L4调整主舷管的高度位置、水平位置以及倾斜度。因此模板侧面设置的4条基准线可以保证主舷管的定位准确;模板上设置的顶推螺栓,可以实现主舷管的精确定位。
如图2和3所示,下“II”型模板与下I型模板B1的设置方向相对。但是针对单片安装的斜向主舷管,考虑其单片安装角度不同以及形状变化,下“II”模板的形状可以适当变化,但其原理与“I”型模板完全相同。
图1中还可以看到,在一个支撑位置,下I型模板B1和下II型模板B2均由两块模板近距离并置构成,并且优选方式下,成组并置的两块模板之间的间距为1英尺,恰好分别支撑主舷管齿条的两个齿顶,从而保证了模板的支撑强度。
上模板B3支撑第三个单片的水平方向主舷管,可控制定位高度尺寸及水平度,保证精确对中,各方向可通过顶推螺栓调整进行精确定位。其结构包括固定于地面的支柱以及在支柱顶端固定的具有主舷管圆弧形状的模板体。优选方式下,模板体利用焊接固定在支柱顶端。由于支柱高度较高,为了保证其稳定性,在支柱两侧设置有固定机构(图2和3中标号17示意性表示出该机构的功能)。该固定机构通常为加强材或拉索。如图2中位于支柱两侧与地面之间的拉索14。当然拉索或加强材也可以依靠其他固定物实现固定。图3中的标号18表示工作台。
整个桩腿分段胎架装置,根据分段的重量分布情况,对模板及支撑进行了合理布置,确保受力均匀,从而达到控制变形的目的。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型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实用新型披露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于桩腿分段建造的组合胎架装置,其特征在于,包括纵向间隔布置固定于地面的下I型模板(B1)、平行于所述下I型模板(B1)的纵向方向间隔布置固定于地面的下II型模板(B2),以及所述下I型模板(B1)与所述下II型模板(B2)之间的纵向方向间隔布置的上模板(B3);
其中:
(S1):所述下I型模板(B1)包括模板(2)、位于所述模板(2)两侧相对的侧板(1、6)、在模板(2)外侧和所述侧板(1、6)的外侧设置的顶板(7)、位于所述模板(2)下方的座板(4),位于所述座板(4)与所述模板(2)底部之间的垫板(5),以及一端铰接于所述模板(2)上方的压板(8);
所述压板(8)的另一端设置有销轴孔,所述压板(8)上还设置有顶紧螺栓/螺母机构(9);在固定主舷管时,所述压板(8)利用销轴(13)通过销轴孔锁定,此时,所述模板(2)上表面与所述压板(8)围成的曲面具有与主舷管充分接触的形状,利用所述顶紧螺栓/螺母机构(9)的锁紧作用使得主舷管充分固定;
所述座板(4)上表面设置有下平板(3);
所述模板(2)的侧面标记有高度准线(L1)、舷管中心准线(L2)、水平距离检查线(L3)以及齿条中心准线(L4);
所述模板(2)上还设置有分别用于调节主舷管高度、水平位置、倾斜度的顶螺母(10);
(S2):所述下II型模板(B2)与所述下I型模板(B1)结构相同,并且其设置方向与所述下I型模板(B1)的设置方向相对;
(S3):所述上模板(B3)包括固定于地面的支柱以及在所述支柱顶端固定的具有舷管圆弧形状的模板体,以及所述模板体上用于调整舷管高度和水平位置的顶推螺栓机构,而所述支柱两侧设置有固定机构。
2.根据权利要求1所述用于桩腿分段建造的组合胎架装置,其特征在于,在所述下I型模板(B1)和所述下II型模板(B2)的设置方式中,在一个支撑位置由两块模板近距离并置构成一组,并且两块模板恰好分别支撑主舷管齿条的两个齿顶。
3.根据权利要求2所述用于桩腿分段建造的组合胎架装置,其特征在于,在所述下I型模板(B1)和所述下II型模板(B2)的设置方式中,成组并置的两块模板之间的间距为1英尺。
4.根据上述权利要求1或2或3所述用于桩腿分段建造的组合胎架装置,其特征在于,所述固定机构包括所述上模板(B3)支柱两侧与固定物之间的拉索(14)。
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