一種自升式鉆井平臺升降基礎(chǔ)合攏安裝方案

魏　鵬，周　瑩，張　輝，杜　淵，景方剛（寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司，陜西　寶雞721002）

一種自升式鉆井平臺升降基礎(chǔ)合攏安裝方案

魏鵬，周瑩，張輝，杜淵，景方剛
（寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司，陜西寶雞721002）

自升式鉆井平臺升降系統(tǒng)是海洋平臺的關(guān)鍵部分，同時亦是海洋平臺設(shè)計制造的難點(diǎn)。在平臺的制造和使用中歷來受到高度重視，其性能的優(yōu)劣直接影響到平臺的安全性能、使用性能及經(jīng)濟(jì)性。升降基礎(chǔ)承載著升降系統(tǒng)和鎖緊裝置2個重要的設(shè)備，并為樁腿升降提供導(dǎo)向，起連接樁腿和主船體的作用，是把平臺各種載荷傳遞給樁腿的唯一路徑。對DSJ300型自升式鉆井平臺升降基礎(chǔ)的合攏工藝流程進(jìn)行分析和總結(jié)，為相關(guān)制造企業(yè)在海洋工程大型結(jié)構(gòu)建造過程中起指導(dǎo)作用。

自升式鉆井平臺；升降基礎(chǔ)；安裝

自升式鉆井平臺升降基礎(chǔ)承載著升降系統(tǒng)和鎖緊裝置2個重要的設(shè)備，升降基礎(chǔ)為樁腿升降提供導(dǎo)向，起到連接樁腿和主船體的作用，是把平臺各種載荷傳遞給樁腿的唯一路徑。更重要的是鉆井平臺在海上升降時，升降基礎(chǔ)為樁腿升降提供導(dǎo)向和傳遞載荷的作用，是保證平臺安全平穩(wěn)升降的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。在建造過程中，升降基礎(chǔ)與船體合攏的精度控制技術(shù)是保證船體升降平穩(wěn)和安全造船的關(guān)鍵技術(shù)。DSJ300型鉆井平臺升降基礎(chǔ)分為升降和鎖緊2個基礎(chǔ)，整個平臺的升降和鎖緊基礎(chǔ)分別有9個，每個升降結(jié)構(gòu)、鎖緊結(jié)構(gòu)形式相同。升降和鎖緊基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的制作與安裝是該平臺建造的難點(diǎn)和關(guān)鍵，在建造過程中要對建造程序、網(wǎng)絡(luò)線設(shè)置、完工檢測、合攏定位等方面做出嚴(yán)格規(guī)定，以確保該結(jié)構(gòu)的制作和安裝質(zhì)量，同時也需施工單位按照規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行。

DSJ300型鉆井平臺單個升降基礎(chǔ)的外形尺寸為13000mm×4730mm×1270mm，質(zhì)量約為54t，如圖1所示。

圖1　升降基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

1　總體安裝方案

樁靴中心點(diǎn)是鉆井平臺船體結(jié)構(gòu)重要的基準(zhǔn)點(diǎn)和控制點(diǎn)，從船體在船塢地面劃底樣線開始、樁靴就位、圍井分段合攏、樁腿合攏、升降基礎(chǔ)合攏都要用樁靴中心點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)和控制點(diǎn)。一般升降基礎(chǔ)的合攏有2種方案，一是直接以樁靴為基準(zhǔn)合攏升降基礎(chǔ)，待基礎(chǔ)合攏完成后再將樁腿從升降基礎(chǔ)的頂部通過爬升齒輪插入與樁靴合攏；二是先安裝第1段樁腿，待樁腿與樁靴找正、焊接結(jié)束并封固后，再進(jìn)行升降、鎖緊基礎(chǔ)的安裝。吊裝升降基礎(chǔ)時應(yīng)特別小心，因為升降設(shè)備已經(jīng)安裝，稍有不慎，在爬升齒輪插入樁腿齒條時，易造成設(shè)備損傷。在安裝此結(jié)構(gòu)時，需要對圍阱結(jié)構(gòu)進(jìn)行臨時開幅，以便于升降鎖緊基礎(chǔ)的合攏。本文討論第2種方案。

2　樁腿與基礎(chǔ)合攏前準(zhǔn)備工作

1）樁腿圍阱分段裝焊結(jié)束。

2）在圍阱分段和樁靴及地面上做出的合攏基準(zhǔn)線及基準(zhǔn)點(diǎn)驗收合格。

3）所有劃線要反到主甲板上，標(biāo)記清晰可見。

4）升降基礎(chǔ)齒輪軸套及內(nèi)孔機(jī)加工完畢；鎖緊基礎(chǔ)上的導(dǎo)向板、耐磨板安裝結(jié)束。

5）升降齒輪、鎖緊裝置在總組段上安裝結(jié)束。

6）合攏定位及找正所用工具準(zhǔn)備齊全。

7）樁腿封固工裝準(zhǔn)備結(jié)束。

8）主甲板、圍阱壁、各層平臺切割余量工作結(jié)束。

9）主甲板上大型構(gòu)件、設(shè)備焊接定位結(jié)束。

10）主船體火工矯正結(jié)束。

11）照明燈具、通風(fēng)設(shè)施、工裝材料準(zhǔn)備到位。

12）吊運(yùn)索具準(zhǔn)備到位。

13）氣割、電焊工具準(zhǔn)備到位。

14）總組分段吊耳裝焊結(jié)束。

15）合攏后總組段中心線、腰線修正，并在基礎(chǔ)上下中心線、腰線位置貼上標(biāo)尺便于將來測量。

16）圍阱內(nèi)影響樁腿合攏的雜物清除。

17）在升降鎖緊基礎(chǔ)上劃出偏移線并做出標(biāo)記。

3　合攏工藝順序

3.1圍阱劃線

制作9個工裝平臺（每個圍阱3個）搭設(shè)在主甲板3個樁腿齒條位置，焊接牢固，如圖2a。

采用吊線錘方法將3個齒條中心點(diǎn)引到3個平臺上，做出標(biāo)記；測量3點(diǎn)間距邊長10000mm。利用激光經(jīng)緯儀劃出3條120°線，將經(jīng)緯儀設(shè)置在工裝架上，與齒條中點(diǎn)對正，用轉(zhuǎn)角方法劃出120°線，基礎(chǔ)前方3線交到樁靴頂蓋板中點(diǎn)，后方將120°線延長，便于測量。

從齒條中線點(diǎn)測量劃出基礎(chǔ)腰線點(diǎn)、輔助檢驗線點(diǎn)，利用經(jīng)緯儀劃出腰線、檢驗線延長線并打出標(biāo)記；并將每層平臺、底板都要劃出120°線、基礎(chǔ)腰線、在主甲板上劃出中心線的偏移線，如圖2b。

圖2　圍阱劃線

3.2樁靴的封固

將樁靴與主船體用工裝進(jìn)行加固連接。

3.3劃線校驗

按圖2中的尺寸在主甲板、平臺上劃出基礎(chǔ)位置尺寸，并進(jìn)行校驗。

3.4加工余量

主甲板、平臺上基礎(chǔ)位置尺寸切割，去除余量。

3.5吊裝第一節(jié)樁腿

采用大型起重設(shè)備將第1節(jié)樁腿分段吊進(jìn)圍阱與樁靴進(jìn)行合攏，定位時使齒條中心與地樣齒條中心對正，利用油頂調(diào)整樁腿水平，保證第1齒中心水平度，并測量樁腿垂直度，與樁靴120°板合攏并定位焊。

3.6樁腿封固和焊接

利用斜支撐工裝對第1節(jié)樁腿進(jìn)行加固；根據(jù)WPS進(jìn)行焊接，并注意焊前預(yù)熱與焊后保溫，如圖3。

圖3　樁腿封固和焊接

3.7吊裝升降基礎(chǔ)

吊裝時盡量不碰撞樁腿，調(diào)整升降基礎(chǔ)齒輪與樁腿齒條嚙合情況，向下滑落。升降鎖緊裝置的安裝精度控制也必須結(jié)合樁腿分段制作的垂直度、齒條拱度等的精度要求，兩方面相關(guān)聯(lián)，需密切跟蹤協(xié)調(diào)。

3.8升降基礎(chǔ)定位

前后方向的定位根據(jù)腰線進(jìn)行，左右方向的定位根據(jù)甲板120°中心線及偏移線進(jìn)行，高度方向根據(jù)基準(zhǔn)線進(jìn)行，合格后進(jìn)行定位焊。

根據(jù)焊接變形情況，定位時基礎(chǔ)加放焊接收縮量：基礎(chǔ)底部定位時腰線向圍阱外側(cè)加2mm，基礎(chǔ)頂部腰線向圍阱外側(cè)加4mm。

3.9焊前的檢測

3個升降基礎(chǔ)頂蓋腰線中心測量尺寸誤差為±2mm。

3.10安裝臨時加強(qiáng)及拉緊結(jié)構(gòu)

在基礎(chǔ)左右、后方用槽鋼與主甲板焊接作為臨時加強(qiáng)，控制焊接變形。

3.11基礎(chǔ)合攏焊接

根據(jù)WPS進(jìn)行焊接，并注意焊前預(yù)熱與焊后保溫。焊接過程中邊焊邊進(jìn)行精度監(jiān)控測量以便調(diào)整，保證中心、腰線、水平度精度。采用雙數(shù)焊工對稱施焊，控制變形，焊接過程中每隔1 h進(jìn)行精度監(jiān)控。

3.12樁腿和樁靴的調(diào)整

根據(jù)升降基礎(chǔ)定位情況，采用三維定位調(diào)整機(jī)微調(diào)樁靴、樁腿與升降基礎(chǔ)配合尺寸。

DSJ300型鉆井平臺升降基礎(chǔ)合攏示例如圖4所示。

Application Proposal of Installing and Assembling on Jack-case Foundation for Jack-up Drilling Unit

WEI Peng，ZHOU Ying，ZHANG Hui，DU Yuan，JING Fanggang
（Baoji Oilfield Machinery Co．，Ltd．，Baoji 721002，China）

Jack-case system is a key part of jack-up drilling unit（hereinafter referred as the Unit）. Meanwhile it is also a difficulty part for the fabrication and design in the Unit.It has been atta-ched great importance in manufacturing and operating of the Unit.Its quality directly affects the security，operation and economic performance.Jack-case Foundation is installed jacking system and fixation system，which are significant equipments in the Unit.Jack-case foundation guides a leg up and down，and connects the hull and legs to together.There is only one path to transfer load from hull to legs through the foundation.The way how to assemble Jack-case foundations to the hull on DSJ300 jack-up drilling unit is introduced and analyzed in this paper to share relevant knowledge.It also may direct some manufacturers to fabricate large steel structure in offshore engineering.

jack-up drilling unit；jack-case；installation

圖4　DSJ300型鉆井平臺升降基礎(chǔ)合攏示例

TE951

B

10.3969／j.issn.1001-3482.2015.12.022

1001-3482（2015）12-0082-04

2015-06-25

魏鵬（1984-），男，工程師，現(xiàn)從事海洋石油平臺項目管理工作，Email：wp＿bomco＠163.com。