淺談自升式海洋鉆井平臺(tái)桁架式樁腿建造及檢驗(yàn)流程

羅海友

摘要：樁腿是自升式平臺(tái)的核心部件之一，其對(duì)材料及焊接要求較高，本文簡(jiǎn)要了介紹自生式平臺(tái)桁架式樁腿的建造及檢驗(yàn)流程

關(guān)鍵詞：自升式；鉆井平臺(tái)；桁架式樁腿；齒條板

一、引言

從1953年美國(guó)建成第一座自升式平臺(tái)開(kāi)始，這種對(duì)水深的適應(yīng)性強(qiáng)，工作穩(wěn)定，性良好的鉆井平臺(tái)得到了快速的發(fā)展。08年以前，自升式鉆井平臺(tái)的設(shè)計(jì)建造基本被美國(guó)及新加坡壟斷，08年后，我國(guó)的部分大型船廠從海外引進(jìn)了大量的專業(yè)人才，并通過(guò)新老幫帶培養(yǎng)后備力量，已取得了一定的成就。目前我國(guó)在海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)建造方面已有了一定的競(jìng)爭(zhēng)力。

二、自升式鉆井平臺(tái)及其樁腿

海上鉆井平臺(tái)主要有兩種，一種是自升式，一種是半潛式；其中自升式平臺(tái)主要用于淺海油氣資源的勘探和開(kāi)發(fā)；平臺(tái)內(nèi)大量的設(shè)備，以及救生系統(tǒng)和生活設(shè)施，都是海上油氣勘探開(kāi)發(fā)不可或缺的設(shè)備設(shè)施。

平臺(tái)體、樁腿和升降系統(tǒng)構(gòu)成了自升式鉆井平臺(tái)，以至于平臺(tái)體能夠隨著樁腿進(jìn)行上下調(diào)節(jié)。運(yùn)行時(shí)樁腿下降插進(jìn)海底，隨后平臺(tái)體緩慢升高到離海面有一定高度安全的位置處，并且預(yù)壓樁腿，以確保平臺(tái)即使遇到惡劣的天氣時(shí)樁腿也不會(huì)下陷。當(dāng)鉆井工作完成后平臺(tái)就會(huì)下降到海平面上，并且將整個(gè)樁腿提起，使整個(gè)平臺(tái)飄在海面上，然后拖輪將其拉到新的位置上。

三、樁腿結(jié)構(gòu)形式及數(shù)量

自升式鉆井平臺(tái)的樁腿一般有兩種，一種是筒形（如我國(guó)的渤海一號(hào)）；另一種是桁架式的（比如，F(xiàn)&G的SUPERM2系列）；其中桁架式樁腿結(jié)構(gòu)形式又分為三角形和方形兩種；一般自升式鉆井平臺(tái)樁腿有三腿，四腿和六腿三種，目前比較常用的是三腿桁架式結(jié)構(gòu)。

四、建造環(huán)境

樁腿的制造要點(diǎn)在于焊接技術(shù)和尺寸精確握控。工作環(huán)境在很大程度上影響了樁腿的制造。為提高其制造的優(yōu)良性，要設(shè)置不同類型的制造地，在條件允許的情況下，可采用封閉式或半封閉式的制造場(chǎng)地，畢竟室內(nèi)工作能更好的滿足樁腿制造要求的環(huán)境條件，也能夠盡量避免部分材料焊接時(shí)受到外界的左右。除此之外，在開(kāi)工前，要仔細(xì)的檢測(cè)和觀測(cè)生產(chǎn)車間內(nèi)的環(huán)境，安裝樁腿制造時(shí)要求的地區(qū)面積和分配情況等配套設(shè)施，然后再科學(xué)的制定規(guī)劃。

五、材料選擇及驗(yàn)收

（一）齒條板

齒條是自升式平臺(tái)最重要的構(gòu)件之一，它承受著整個(gè)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的載荷。齒條一般采用的是特厚超高強(qiáng)鋼，鋼材的厚度普遍是在127～178mm之間，比如JU2000系列所采用的齒條厚度達(dá)到178mm，材質(zhì)普遍采用ASTMA517Q，屈服強(qiáng)度達(dá)到521Mpa。我國(guó)許多齒條都是從國(guó)外的部分廠商購(gòu)進(jìn)的，部分齒條板以及主弦管是整體供貨的。齒條的長(zhǎng)短可以根據(jù)船廠以及齒條生產(chǎn)廠家能力確定，原則是盡量減少后期的工作量。

（二）齒條板驗(yàn)收

證書(shū)檢驗(yàn)：假若是進(jìn)口的齒條板，供貨商會(huì)給予相應(yīng)的證件。證書(shū)上有船級(jí)社認(rèn)可的材料證明，以及各種相關(guān)的檢驗(yàn)報(bào)告等。

外觀檢驗(yàn)：對(duì)于成型好的齒條板及弦管構(gòu)件，進(jìn)行進(jìn)貨檢驗(yàn)外觀檢查。針對(duì)表面的麻坑，飛濺，弦管焊縫的氣孔，夾渣，未融合等明顯表面質(zhì)量缺陷進(jìn)行檢查。檢查需船廠，船級(jí)社，船東，及供貨方共同參與。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需按照工藝要求進(jìn)行返修處理。

探傷檢驗(yàn)：對(duì)于已經(jīng)有NDT合格報(bào)告的材料，船廠可進(jìn)行針對(duì)性抽檢，對(duì)齒條與弦管處的焊縫進(jìn)行探傷抽查。

精度檢驗(yàn)：按照尺寸精度控制公差要求，仔細(xì)檢查來(lái)料。

（三）結(jié)構(gòu)管件

結(jié)構(gòu)管件作為桁架式樁腿的主體鋼結(jié)構(gòu)部分，主要包括主弦管，橫拉筋，斜拉筋，內(nèi)水平管。桁架式樁腿主要就是由齒條板與管件焊接組成的。一般根據(jù)齒條板的數(shù)量及樁腿的形式進(jìn)行片體劃分預(yù)組。

（四）管件驗(yàn)收

證書(shū)檢驗(yàn)：管件驗(yàn)收也需要供貨商給予相應(yīng)的材料證書(shū)。

外觀檢驗(yàn)：圍繞零件表面明顯的質(zhì)量缺陷進(jìn)行檢測(cè)。檢查需船廠，船級(jí)社，船東，及供貨方共同參與。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需按照船級(jí)社及船東的要求進(jìn)行合理返修處理。

探傷檢驗(yàn)：船廠應(yīng)對(duì)有NDT合格報(bào)告的材料進(jìn)行針對(duì)性抽檢。

（五）其他材料

每個(gè)船型的不同，選用的連接方式也有所區(qū)別?；旧洗蠖噙x用連接板或結(jié)構(gòu)板等構(gòu)件將齒條板，主弦管及支撐管連接，組成樁腿結(jié)構(gòu)。

六、樁腿的制造過(guò)程

（一）檢測(cè)來(lái)料前，把來(lái)料放在胎架或平臺(tái)上。檢驗(yàn)的關(guān)鍵在于與以下幾個(gè)方面：

（1）依照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)來(lái)料外表的檢測(cè)。（2）按照規(guī)定檢測(cè)以及深刻來(lái)料的質(zhì)量證書(shū)等。（3）依照規(guī)定精確檢驗(yàn)貨物的尺寸。將檢驗(yàn)了的數(shù)據(jù)信息記錄儲(chǔ)存在表格中供日后進(jìn)行使用。

（二）單根接長(zhǎng)

單根接長(zhǎng)要在好的胎架上工作。在工作時(shí)要精確把控幾根單根接長(zhǎng)后總體的距離形狀等數(shù)據(jù)信息。接口處因?yàn)辇X條窗戶板要連接的數(shù)量多，焊后很容易會(huì)變形，所以焊前要重視放縮量，并且焊接收縮量要在4mm左右。

（三）單片的制作

單片制作時(shí)要把控好焊后齒條的角度偏差以及形狀等數(shù)據(jù)要求。除此之外，還要確保單片焊后尺寸的長(zhǎng)度和管線水平公差在限定標(biāo)準(zhǔn)。

（四）總組

在進(jìn)行總組前，要改善制定好的單根尺寸大小，把差值最小的單根分成一個(gè)組。在組內(nèi)一定要把控好齒條角度的差值等數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)，與此同時(shí)還要確保整組的上、下平面差值和間距在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中。

（五）樁腿分段和樁腿的合并大多情況下是在船臺(tái)上或船塢里進(jìn)行

因?yàn)闃锻鹊谋容^長(zhǎng)，又很重。為了加強(qiáng)吊裝能力和簡(jiǎn)化施工操作。在此過(guò)程要確保所有尺寸差值在標(biāo)準(zhǔn)范圍中。

（六）小結(jié)

在制定樁腿時(shí)一定要精確把控好焊接的質(zhì)量。一定要規(guī)劃分配樁腿的胎架大小，胎架還要求具備較強(qiáng)的剛性和強(qiáng)度。完成每個(gè)環(huán)節(jié)的信息表格，不管是在焊前還是焊后都要精確的記錄信息數(shù)據(jù)。焊前一定要磨光亮焊縫處，焊接時(shí)要有部分人員負(fù)責(zé)在一旁監(jiān)督數(shù)據(jù)，如果差值較大一定要立刻進(jìn)行處理從而確保尺寸精確。焊前和焊后還要有人員對(duì)其預(yù)熱和保溫，每次焊接工作結(jié)束后需要部分的專業(yè)檢驗(yàn)員進(jìn)行檢測(cè)，在確定焊后三天后的沒(méi)有出現(xiàn)損失現(xiàn)象后，才能繼續(xù)下一項(xiàng)環(huán)節(jié)。

七、結(jié)束語(yǔ)

自升式海洋鉆井平臺(tái)相對(duì)普通船舶來(lái)說(shuō)，具有較高的附加值；本文簡(jiǎn)要介紹了該平以核心構(gòu)件之一的桁架式樁腿的建造及檢驗(yàn)流程，為后續(xù)研究提供參考。endprint