鉆井平臺懸臂梁建造工藝

李俊林 李書建 房春雷

摘 要：本論文主要介紹了SUPPER M2型自升式鉆井平臺懸臂梁的建造工藝方案，根據懸臂梁的結構特點劃分為四個區域，并根據各區域的結構特點采用不同的建造工藝，最后介紹各區域吊裝總組成為懸臂梁的方案。

關鍵詞：懸臂梁；建造；精度；工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.124

0 引言

SUPPER M2型自升式鉆井平臺結構建造主要有幾大難點分別是：樁腿的建造，升降裝置的建造，懸臂梁鉆臺區域的建造。其共同的特點為：大部分角焊縫采用全焊透，并且主要采用EQ等級的材料（主要是EQ47，EQ56），板厚很厚，焊接量大，易變形，在此前提條件下卻對焊縫質量、結構成型精度要求很高。所以這幾部分是整個平臺建造的關鍵點，也是難點。由于懸臂梁的結構不同于普通船體結構，其結構主要采用的鋼架設計原則，按不同功能區域采用縱橫鋼架設計。由于懸臂梁上方承載整個鉆臺，下面與主船體連接，并且需要懸臂梁和鉆臺整體滑移，所以精度要求很高。本文主要介紹了懸臂梁的建造方式以及建造過程中精度控制，對懸臂梁的建造方式做一個技術總結，為海上鉆井平臺的項目提供必要的技術支持。

1 概述

SUPPER M2懸臂梁鋼結構總重424噸，外形尺寸為38190×19990×7620mm。將懸臂梁如圖1所示主要分為四大區域：左主梁，右主梁，堆管平臺以及鉆臺支撐鋼架。

2 懸臂梁的建造工藝

左主梁，右主梁，堆管平臺以及鉆臺支撐鋼架區域采取正造，四大區域建造完成后再按一定順序正態總組在一起，形成整個懸臂梁結構。

2.1 懸臂梁的精度要求

懸臂梁主梁下面板的總長為31890mm，但要求應許誤差為±5mm，左右主梁之間寬度為18280mm，要求應許誤差為±3mm。而其與船體連接的下面板也精度要求，如圖2所示。 總體來說精度要求很高，實際建造過種中要通過加裝工裝件來控制結構變形。

2.2 懸臂梁區域劃分

懸臂梁分成四大區域建造：左、右主梁，堆管平臺，鉆臺支撐鋼架。將這四部分分別單獨同時建造，不僅能提高建造的精度，還可以提高結構建造的效率。

2.3 主梁的建造

為要保證主梁的上下面板的直線度，以及焊接后的平面度，將主梁腹板根據板縫從中間分開分為上下兩部分T形結構分別同時制作。首先將主梁的面板吊裝到胎架固定（胎架采用鋼梁胎架，首先用水平儀測量保證鋼梁上表面的水平度，再將另一部分的面板吊至胎架上，用激光儀保證直線度，焊接面板的對接焊），調整好面板水平度后畫出中心線，將腹板吊至面板正上方，根據中心線點焊定位，為了減少焊接時的變形，約每隔250mm左右需設置卡板，并用楔子塞緊，以防止焊接時引起的面板上翹。面板與腹板焊接結束后（此區域焊縫母材為EQ47和EQ56的全焊透焊縫，焊接前要預熱，焊接過程中控制溫度，焊后要保溫，防止產生焊接裂紋），用全站儀測量需要的檢測分析數據，分析確認是否合格，合格后方可將上半部分的T形結構的腹板翻身，翻身后與下半部分T形結構腹板對接。為了保證腹板對接的垂直度和平整度，對接前在腹板對接處兩側可設置工字梁作為工裝，以及約3米左右間距在腹板兩邊設置法蘭螺絲。工裝安裝結束后，對接縫焊接過程與此前焊接類似。用全站儀檢測腹板的垂直度、平整度以及面板的平面度。合格后安裝腹板上的垂向加強T型材，以及預制好的大型肘板（加強與腹板焊縫為母材EQ47的全焊透焊縫，注意焊接質量以及預熱保溫）。最后整個主梁制作完成，測量檢驗。

2.4 堆管平臺的建造

由圖2可以看出，堆管平臺是由工字鋼梁和板架組成，并且板架是嵌入在工字梁中間，并且板架是有傾斜坡度的，因此采用正造方式。根據工字梁的間距鋪設平臺胎架，用水平儀測量胎架的水平度，合格后，在胎架上預制工字梁（工字梁面板與腹板是EQ47的材質，焊 縫為全焊透焊縫，注意焊接質量以及預熱保溫），并同時在板架工位預制板架結構。最后按照工字梁板架工字梁的順序從首向尾拼裝堆管平臺。

2.5 鉆臺支撐鋼架的建造

鉆臺支撐鋼架是寬度方向高2440mm內部設置加強的工字梁，長度方向高約1000mm的工字梁，中間設有較小的工字梁加強結構（所有材質都是EQ47或EQ56）連接長寬方向上的工字梁。由于鉆臺安裝在鉆臺支撐鋼架上，并且要左右滑移，因此在制作過程中需要保證鉆臺支撐鋼架的上表面的水平度。制作時，首先在車間鋪設鋼梁，再鋪設立柱，制作高低胎架。寬度方向的工字梁采用由下向上在胎架制作的方式建造，長度方向的工字梁以及其余工字梁在車間預制。將預制好的工字梁吊至胎架上，為了保證平整度，設置支撐工裝。焊接時要由外向內的順序焊接，減少焊接變形，保證結構成形尺寸。

2.6 四部分總裝成懸臂梁

組裝順序如下：左主梁堆管平臺右主梁鉆臺支撐鋼架。左右主梁放置在原胎架上，在左主梁的右側鋪設大型的支撐鋼架，用于吊裝堆管平臺時的支撐。主梁的上面板需要插入到堆管平臺的工字鋼腹板中，首先左主梁位置不動，用2臺150噸的行車（前后設置四個吊耳）將堆管平臺吊起，運至接近左主梁的位置，然后從右向左將堆管平臺平移安裝到左主梁上。用液壓油泵頂住堆管平臺調整平臺的水平，到位后，松開行車吊鉤用馬板以及定位焊將堆管平臺固定在左主梁上。在安裝右主梁前，根據左主梁的位置及圖紙主尺寸，需事先劃地樣線，并根據地樣線設置卡板。由于主梁長度為38.19米，故采用兩部150噸的行車前后吊運。將右主梁整體吊起，向左側靠攏。到位后下放，將右主梁的面板插入到堆管平臺上。用全站儀測量兩個主梁間的主要尺寸，根據測量數據，用行車和油泵結合的方式調整尺寸，直到合格。焊接堆管平臺與主梁間的連接處焊縫，并保證焊接質量。焊接結束后測量檢驗，復查安裝鉆臺支撐鋼架區域的水平度，此時數據誤差應該在2mm以內，為了便于調節鋼架吊運時以及安裝時的水平，采用前后設置吊耳，用兩部行車吊運。由于鉆臺支撐鋼架直接與主梁的上面連接，因此只能用行車調整水平度。用手拉葫蘆以及油泵做微調，鉆臺支撐鋼架安裝到位，松開吊車。

3 總結

懸臂梁的建造與普通船體分段建造模式有所不同，需要設置大量的特殊的胎架和工裝件。在整個建造工程中，最重要的兩點是必須要保證建造精度和焊接質量。為了保證精度，必須分區域建造，區域建造過程中設置大量的工裝，先滿足局部的高精度，再拼裝、調整滿足整體精度。由于懸臂梁的材質主要是EQ56或EQ47，焊條的選用、保溫，焊前預熱、焊接間溫度控制和焊后保溫非常重要，為了保證焊接質量，通常采用對稱分段燒焊?？偟膩碚f，SUPPER M2 鉆井平臺懸臂梁的成功建造為后續建造高難度的船舶或海工平臺提供了經驗借鑒和技術支撐。

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