一種自升式鉆井平臺樁腿的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種300英尺自升式鉆井平臺樁腿的制作方法。
【背景技術】
[0002]300英尺自升式鉆井平臺由主船體、生活區、懸臂梁、樁腿、抬升鎖緊機構以及井架等幾部分組成。其中樁腿結構為倒K型祐1架式結構,全長124146mm。樁腿建造成型后需滿足三角尺寸9906 ±6_，角度60° ±0.25°，平面度彡3.5mm/6m，拱度彡2.25mm/6m，整根樁腿有798道6GR全熔透焊縫。
[0003]樁腿因其建造精度要求高、焊接工作量大及焊接質量要求高，被世界公認為自升式鉆井平臺最難建造的結構之一，其建造問題國內始終沒有很好的解決。
[0004]目前國內外建造樁腿的主流方案是通過剛性固定樁腿三根主弦管來控制樁腿的焊接變形，但樁腿結構焊后內應力較大，在后續樁腿分段吊裝轉運過程中內應力重新分布，容易產生變形，而且此方案對樁腿建造胎架及地基要求較高，投入較大。
【發明內容】
[0005]本發明目的是提供一種300英尺自升式鉆進平臺樁腿的建造方法，以解決現有技術存在的樁腿建造精度難以保證、樁腿建造胎架及地基要求較高，投入較大的問題。
[0006]本發明的技術方案是:將124146mm長的樁腿整體建造，分成四段焊接，段與段之間不焊。樁腿主弦管定位時利用樁腿成型胎架剛性固定頂部主弦管，底部左側、右側兩根主弦管角度定位時加放10'反變形。焊前去除施加在底部左側、右側兩根主弦管上影響焊接收縮的約束，并在齒頂處安裝調整支座貼緊齒頂。焊接時遵循采用跳焊法先同時焊接奇數截面，再同時焊接偶數截面，同一截面上相同類型的6個焊口同時施焊的原則，依次焊接水平撐管與主弦管相貫焊縫，內水平撐管與水平撐管相貫焊縫，一次斜撐管與水平撐管相貫焊縫，二次斜撐管與水平撐管相貫焊縫，一次、二次斜撐管與主弦管相貫焊縫。二次斜撐管與水平撐管相貫焊縫焊后，需打磨去除一次、二次斜撐管與主弦管定位焊縫，調整三根主弦管端部同面度及一次、二次斜撐管與主弦管裝配間隙，然后再焊一次、二次斜撐管與主弦管相貫焊縫。樁腿相鄰兩分段建造成型后在樁腿成型胎架上進行預拼，保證合攏口齒距、拱度及平面度，安裝大合攏導向工裝。樁腿分段附屬件安裝結束后轉運至外場進行后續合攏工作。
[0007]本發明的優點是:能夠有效減少樁腿結構焊接變形及內應力，保證樁腿結構建造精度，提高了生產效率，且對胎架以及地基的要求相對而言較底，能夠有效的降低生產成本。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明底部兩根主弦管定位的立體結構示意圖。
[0009]圖2是圖1的端面視圖。
[0010]圖3是圖2中A處(主弦管定位裝置5)的放大圖。
[0011]圖4是圖3中B處的放大圖。
[0012]圖5是本發明水平撐管吊裝后的結構示意圖。
[0013]圖6是圖5中水平撐管與半圓管裝配間隙的結構示意圖。
[0014]圖7是頂部主弦管吊裝后的結構示意圖。
[0015]圖8是本發明內水平撐管裝配后的結構示意圖。
[0016]圖9是圖8中內水平撐管與水平撐管裝配后的平面結構示意圖。
[0017]圖10是本發明水平撐管焊接時的結構示意圖。
[0018]圖11是圖10的端面視圖。
[0019]圖12是圖10中一處水平撐管與主弦管的焊接過程示意圖。
[0020]圖13是圖11中C處(增加工藝撐的主弦管定位裝置)的放大圖。
[0021]圖14是本發明內水平撐管焊接時的結構示意圖。
[0022]圖15是圖14中D處(主弦管定位裝置)的放大圖。
[0023]圖16是圖14中內水平撐管與水平撐管的焊接過程示意圖。
[0024]圖17是本發明一次斜撐管裝焊的結構示意圖。
[0025]圖18是圖17中一次斜撐管與水平撐管的焊接過程示意圖。
[0026]圖19是圖17的側面結構示意圖。
[0027]圖20是圖19中E處的放大圖。
[0028]圖21是圖19中F處的放大圖。
[0029]圖22是圖19的左視圖。
[0030]圖23是本發明二次斜撐管裝焊的結構示意圖。
[0031]圖24是圖23中一、二次斜撐管與水平撐管的焊接過程示意圖。
[0032]圖25是圖23的側面結構示意圖。
[0033]圖26是圖25中G處的放大圖。
[0034]圖27是圖25中H處的放大圖。
[0035]圖28是圖25的左視圖。
[0036]圖29是圖28中I處的放大圖。
[0037]圖30是圖23中一、二次斜撐管與主弦管相貫焊縫燒焊過程示意圖。
[0038]圖31是本發明分段預拼、大合攏導向安裝的立體結構示意圖。
[0039]圖32是圖31的側面結構示意圖。
[0040]圖33是圖31中J處的放大圖。
[0041]圖34是圖32中K處的放大圖。
[0042]圖35是圖32的左視圖。
[0043]圖36是圖31中樁腿大合攏導向工裝的工作過程示意。
[0044]圖37是本發明制成的一節樁腿的立體結構示意圖。
[0045]圖38 —圖41是本發明水平撐管的焊接順序示意圖。
[0046]圖42 —圖45是本發明內水平撐管的焊接順序示意圖。
[0047]圖46 —圖49是本發明一次斜撐管與水平撐管焊縫的焊接順序示意圖。
[0048]圖50 —圖53是本發明二次斜撐管與水平撐管焊縫的焊接順序示意圖。
[0049]圖54 —圖57是本發明一次斜撐管、二次斜撐管與主弦管焊縫的焊接順序示意圖。
【具體實施方式】
[0050]參見圖1?圖57，本發明的具體工藝流程如下:
1.底部兩根主弦管定位:
1)底部兩根主弦管I吊裝；主弦管I由中部的齒條板11及其兩側焊接的兩個半圓(或略小于半圓)的半圓管12組成；
2)以地樣線為基準調整底部兩根主弦管I相對位置及其齒條板角度、平面度、拱度等尺寸；
3)調整結束將主弦管I與胎架固定牢固。
[0051]所述的胎架包括基礎胎架2，在基礎胎架2的中部設有一排立柱3，其頂端設有用于安裝固定頂端的主弦管I的固定頭(凹槽)31，在一排立柱3上部裝有操作臺6。在立柱3上部與基礎胎架2的兩端之間連接有拉繩和鎖緊器4。在基礎胎架2的兩端裝有主弦管定位裝置5主弦管定位裝置5包括底座51和鎖蓋52，兩者一端相互鉸接。主弦管I調整到位后使用貼板53、54固定主弦管I ;齒頂12與調整墊板14間再墊一塊不銹鋼板13，不銹鋼板13上下表面涂黃油；主弦管調整到位后，調整墊板14與齒頂12貼合定位焊固定。
[0052]水平撐管7的吊裝:
1)將上部的工藝平臺6支撐安裝到位；
2)以半圓管12表面的對合線以及地樣線為基準，吊裝底部水平撐管7，調整到位后定位焊；
3)吊裝兩側水平撐管7(人字形)，暫不定位。
[0053]頂部主弦管I吊裝:
1)頂部主弦管I吊裝；
2)以地樣線為基準調整頂部主弦管1，保證三根主弦管I的相對位置端部同面度及其頂部主弦管平面度、拱度等尺寸；
3)調整結束將頂部主弦管I與胎架的立柱3頂端的固定頭31固定牢固；
4)兩側水平撐管7調整到位、定位焊。
[0054]4.內水平撐管9的裝配:
O內水平撐管9吊裝；
2)調整內水平撐管9相對位置，保證端部裝配間隙滿足焊接全熔透焊縫要求，然后點焊固定。
[0055]在進行內水平撐管9的裝配前，在人字形的兩根水平撐管7的中下部裝有卡套8，用于安裝中間平臺15 (參見圖7—圖11);并在樁腿自由端增加工藝撐10 (參見圖8)。
[0056]水平撐管7的焊接:
1)水平撐管7燒焊:按照一定順序將各水平撐管7與各主弦管I燒焊。在樁腿自由端內側增加由三腳架17支撐的工藝撐16 ；
2)焊后熱處理；
3)焊接冷卻后72小時NDT檢測。
[0057]內水平撐管9的焊接: 1)內水平撐管9的焊接:在每一層的三根水平撐管7的中部之間各焊接一根內水平撐管9 ；
2)焊接冷卻后72小時NDT檢測。
[0058]一次斜撐管18裝焊:
O 一次斜撐管18預裝，端部口型修割；
2)待水平撐管探傷檢驗合格后，一次斜撐管18定位；