一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁重載試驗(yàn)系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自升式鉆井平臺(tái)，特別涉及一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁重載試驗(yàn) 系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人類對(duì)于能源的需求也越來(lái)越大。海洋石油鉆井 平臺(tái)建造數(shù)量越來(lái)越多，懸臂梁式鉆井平臺(tái)由于可以在一個(gè)位置進(jìn)行多口叢式井的鉆探而 備受歡迎。
[0003] 在鉆井平臺(tái)系統(tǒng)整個(gè)調(diào)試過(guò)程中，懸臂梁重載試驗(yàn)非常關(guān)鍵，它可以確定懸臂梁 在不同位置的負(fù)載能力，明確平臺(tái)以后的作業(yè)載荷，關(guān)乎到整個(gè)平臺(tái)的安全。
[0004] 由于該試驗(yàn)導(dǎo)致懸臂梁和船體達(dá)到最大設(shè)計(jì)彎矩、剪力及變形量，任何細(xì)微的疏 忽都可能導(dǎo)致整個(gè)平臺(tái)極大的破壞，因此參與試驗(yàn)的所有人都必須謹(jǐn)記試驗(yàn)的安全問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠縮短試驗(yàn)周期，且采用通用化的工裝設(shè) 計(jì)降低成本的自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁重載試驗(yàn)系統(tǒng)及其方法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁重載試 驗(yàn)系統(tǒng)，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:包括由粧腿支撐的位于海平面上方的主船體、水平位于主船體上且 延伸至海平面上的懸臂梁、位于懸臂梁端部的鉆井平臺(tái)以及井架、位于井架上部的頂驅(qū)以 及與頂驅(qū)相連的漂浮在海平面上的可壓載水式駁船;所述鉆井平臺(tái)上設(shè)置有模擬實(shí)際重量 的立根區(qū)；所述頂驅(qū)通過(guò)鋼絲繩與駁船相連。
[0007] 進(jìn)一步的，所述駁船上具有八個(gè)均衡設(shè)置的吊點(diǎn)，所述吊點(diǎn)呈沿駁船長(zhǎng)軸方向?qū)?稱設(shè)置的兩排，所述駁船與頂驅(qū)之間設(shè)置有將八點(diǎn)吊裝轉(zhuǎn)換為兩端吊裝的特定工裝。
[0008] 進(jìn)一步的，所述頂驅(qū)下端連接有大鉤，所述大鉤下端與鋼絲繩相連。
[0009] 進(jìn)一步的，其特征在于:所述頂驅(qū)下端鋼絲繩上還具有一套重量傳感器銷軸，所述 重量傳感器銷軸安裝在特制聯(lián)接板上;所述特制聯(lián)接板包括上連接板以及下連接板，所述 上連接板包括兩塊對(duì)稱設(shè)置的豎板，所述下連接板為一上端設(shè)置在上連接板之間的豎板， 所述重量傳感銷軸即水平設(shè)置在上連接板與下連接板連接處。
[0010] 進(jìn)一步的，所述特定工裝為設(shè)置在頂驅(qū)大鉤與駁船吊點(diǎn)之間的中耳板;所述中耳 板包括一連接板以及垂直于連接板且對(duì)稱設(shè)置在連接板兩側(cè)的側(cè)板;所述連接板上部具有 兩個(gè)連接頂驅(qū)的吊點(diǎn)孔，兩側(cè)板下部分別具有兩個(gè)連接駁船的吊點(diǎn)孔;所述鋼絲繩穿插在 中耳板吊點(diǎn)孔內(nèi)。
[0011] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁重載試 驗(yàn)方法，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:其步驟如下； (1)試驗(yàn)前裝配:采用改進(jìn)的可壓載水式駁船作為試驗(yàn)配重，在駁船上設(shè)置八個(gè)吊點(diǎn)， 八點(diǎn)均衡分布，保證吊裝時(shí)駁船整體水平;利用特定工裝將鉆井平臺(tái)上的頂驅(qū)大鉤與吊點(diǎn) 銜接，完成試驗(yàn)前裝配； (2) 試驗(yàn)前檢查：確保鉆井平臺(tái)船體水平，確認(rèn)滑移裝置狀況良好后打開懸臂梁滑移 鎖，將懸臂梁滑移到轉(zhuǎn)盤中心距尾封板75ft處，并且鉆臺(tái)滑移至轉(zhuǎn)盤中心距船體中心線Oft 處，讀取變形量初始讀數(shù);將鉆臺(tái)向左舷滑移到轉(zhuǎn)盤中心離開船體中心線15ft，并讀取變形 量;將鉆臺(tái)向右舷滑移到轉(zhuǎn)盤中心離開船體中心線15ft，讀取變形值;收回懸臂梁到轉(zhuǎn)盤中 心距離尾封板適當(dāng)距離;使平臺(tái)準(zhǔn)備好在立根區(qū)裝載配重;在鉆臺(tái)結(jié)構(gòu)上方立根區(qū)加載567 +79千鎊等效立根載荷;之后，抬升船體至要求的氣隙后，鎖住鎖緊系統(tǒng);滑動(dòng)懸臂梁直到轉(zhuǎn) 盤中心距離尾封板75ft，當(dāng)轉(zhuǎn)盤中心達(dá)到預(yù)定試驗(yàn)位置時(shí)，鎖緊懸臂梁滑移鎖； (3) 試驗(yàn)一:確定駁船加載到指定排水量，定位好駁船，通過(guò)起重繩索將駁船與平臺(tái)大 鉤連接；用絞車吊起駁船。以試驗(yàn)重量50%/25%/25%的增量逐漸增加鉤載直到達(dá)到試驗(yàn)載 荷;不要將駁船吊離水面;每次增加重量后，剎住鉆井絞車剎車;每次增加重量后記錄變形 量;在試驗(yàn)載荷下讀取最終的變形量后，緩慢的釋放絞車直到駁船完全漂浮在水中；記錄變 形量； (4) 試驗(yàn)二:用絞車吊起駁船;增加載荷直到達(dá)到試驗(yàn)載荷;帶立根配重滑動(dòng)鉆臺(tái)，使轉(zhuǎn) 盤中心距離船體縱向中心線向左舷15ft;試驗(yàn)載荷達(dá)到后記錄變形量，在試驗(yàn)載荷下讀取 最終的變形量，緩慢的釋放絞車直到駁船完全漂浮在水中，記錄變形量； (5) 試驗(yàn)三:滑動(dòng)鉆臺(tái)，使轉(zhuǎn)盤中心距離船體縱向中心線由左舷15ft移動(dòng)到向右舷15ft 用絞車吊起駁船;增加載荷直到達(dá)到試驗(yàn)載荷;試驗(yàn)載荷達(dá)到后記錄變形量在試驗(yàn)載荷下 讀取最終的變形量后，緩慢的釋放絞車剎車直到駁船完全漂浮在水中；記錄變形量。
[0012] 進(jìn)一步的，所述立根區(qū)配重時(shí)采用配重框。
[0013] 本發(fā)明一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁重載試驗(yàn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于： (1)在本發(fā)明中，通過(guò)以特定的駁船作為配重，配合合理的工裝安裝順序，試驗(yàn)最大載 荷通過(guò)駁船壓載水實(shí)現(xiàn)，方便快捷;并通過(guò)工裝通用化，可適用于其他類似鉆井平臺(tái)系統(tǒng)重 載試驗(yàn)，有效降低成本。
[0014] (2)井架頂驅(qū)為兩點(diǎn)受力，配重駁船為八點(diǎn)受力，為了成功實(shí)現(xiàn)這一受力轉(zhuǎn)變，結(jié) 合實(shí)際狀態(tài)，設(shè)計(jì)中耳板過(guò)渡轉(zhuǎn)換，通過(guò)建模計(jì)算，該耳板可承受1000T。
[0015] (3)公開了吊環(huán)的安裝方式，避免直接掛鋼絲繩與頂驅(qū)兩側(cè)耳板干涉，提高安全系 數(shù)； (4)除固有的死繩固定器重量傳感器計(jì)數(shù)外，大鉤以下仍需包括可計(jì)量重量的設(shè)備，以 進(jìn)一步核實(shí)大鉤重載受力，采購(gòu)一套重量傳感器銷軸，通過(guò)第三方提供檢測(cè)證書，并設(shè)計(jì)一 組特制聯(lián)接板，保證傳感器銷軸安裝有效性。
[0016] (5)頂驅(qū)為兩點(diǎn)受力，駁船為八點(diǎn)受力，為了保證受力均衡，中間需設(shè)計(jì)中耳板過(guò) 渡轉(zhuǎn)換；結(jié)合實(shí)際狀態(tài)，設(shè)計(jì)了中耳板，上部為"兩個(gè)"吊點(diǎn)，下部為插入板設(shè)計(jì)，"四個(gè)"吊 點(diǎn)。為經(jīng)過(guò)建模計(jì)算，可承受1000T。
[0017] 本發(fā)明一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁重載試驗(yàn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于： (1)測(cè)量并記錄了懸臂梁與船體的變形量;驗(yàn)證了在等效立根重量下鉆臺(tái)能夠通過(guò)滑 移裝置橫向移動(dòng);驗(yàn)證了在等效立根重量下懸臂梁能夠滑移;測(cè)量某些區(qū)域應(yīng)變值以供進(jìn) 一步研究使用。
[0018] (2)購(gòu)買了成品配重塊，通過(guò)鉆井平臺(tái)自身配置的起重設(shè)備，結(jié)合其起重能力，同 時(shí)設(shè)計(jì)了配重框，一次可運(yùn)輸6件，大大提高工作效率。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本發(fā)明一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁重載試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁重載試驗(yàn)系統(tǒng)中大鉤示意圖。
[0021] 圖3為本發(fā)明一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁重載試驗(yàn)系統(tǒng)中駁船、中耳板以及聯(lián)接 板裝配示意圖。
[0022] 圖4為本發(fā)明一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁重載試驗(yàn)系統(tǒng)中中耳板裝配示意圖。
[0023] 圖5為本發(fā)明一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁重載試驗(yàn)系統(tǒng)中聯(lián)接板以及聯(lián)軸器裝配 示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁重載試驗(yàn)系統(tǒng)，如圖1所示，包括由粧腿13支撐 的位于海平面上方的主船體12、水平位于主船體12上且延伸至海平面上的懸臂梁11、位于 懸臂梁11端部的鉆井平臺(tái)10以及井架1、位于井架1上部的頂驅(qū)2以及與頂驅(qū)2相連的漂浮在 海平面上的可壓載水式駁船8;鉆井平臺(tái)10上設(shè)置有模擬實(shí)際重量的立根區(qū)；頂驅(qū)2通過(guò)鋼 絲繩與駁船8相連。
[0025] 如圖3所示，駁船8上具有八個(gè)均衡設(shè)置的吊點(diǎn)，吊點(diǎn)呈沿駁船8長(zhǎng)軸方向?qū)ΨQ設(shè)置 的兩排，駁船8與頂驅(qū)2之間設(shè)置有將八點(diǎn)吊裝轉(zhuǎn)換為兩端吊裝的特定工裝。如圖5所示，頂 驅(qū)2下端連接有大鉤3,大鉤3下端與鋼絲繩相連。頂驅(qū)2下端鋼絲繩上還具有一套重量傳感 器銷軸92,重量傳感器銷軸92安裝在特制聯(lián)接板上;特制聯(lián)接板包括上連接板91以及下連 接板93,上連接板91包括兩塊對(duì)稱設(shè)置的豎板，下連接板93為一上端設(shè)置在上連接板之間 的豎板，重量傳感銷軸92即水平設(shè)置在上連接板91與下連接板93連接處。如圖4所示，特定 工裝為設(shè)置在頂驅(qū)大鉤3與駁船8吊點(diǎn)之間的中耳板7;中耳板7包括一連接板71以及垂直于 連接板71且對(duì)稱設(shè)置在連接板71兩側(cè)的側(cè)板72;連接板71上部具有兩個(gè)連接頂驅(qū)2的吊點(diǎn) 孔，兩側(cè)板72下部分別具有兩個(gè)連接駁船8的吊點(diǎn)孔;鋼絲繩穿插在中耳板7吊點(diǎn)孔內(nèi)。
[0026] 試驗(yàn)載荷包括重載吊物（大鉤配重）以及立根配重：大鉤3空載重量及壓載量組合 重量至少能達(dá)到1967千鎊(892mt)，吊物重量將加載至頂驅(qū)大鉤3;將在立根區(qū)布置646千鎊 (293mt)的試驗(yàn)重量，以等效最大646千鎊(293mt)的立根重量，或2712千鎊（1230mt)的組合 重量(此重量為估算值，考慮到缺少的設(shè)備，試驗(yàn)時(shí)可能需要將重量加大）。
[0027]首先將本次試驗(yàn)中涉及的所有工裝件進(jìn)行稱重，并由第三方見證：
將1000TLINK(吊環(huán)即大鉤3)掛制頂驅(qū)兩側(cè)，如圖1所示，避免掛鋼絲繩與頂驅(qū)2兩側(cè)耳 板干涉，提高安全系數(shù)； 將聯(lián)接板組件預(yù)先裝配到位(包含傳感器銷軸、軸以及軸套），同時(shí)穿制好鋼絲繩環(huán)C 172*12m。通過(guò)鉆井平臺(tái)起重以及運(yùn)輸設(shè)備，轉(zhuǎn)運(yùn)至頂