典型自升式鉆井平臺懸臂梁重量控制技術研究

邵小豐，宋德喜，張士釗，胡國賢

（煙臺中集來福士海洋工程有限公司，山東煙臺 264000）

典型自升式鉆井平臺懸臂梁重量控制技術研究

邵小豐，宋德喜，張士釗，胡國賢

（煙臺中集來福士海洋工程有限公司，山東煙臺 264000）

針對典型自升式鉆井平臺，闡述了其懸臂梁重量控制的技術及意義，同時，根據實際項目的建造經驗給出了一些可以參考執行的解決方案。

自升式鉆井平臺；懸臂梁；重量控制；懸臂梁稱重

0 引言

目前，在海洋鉆井平臺建造的質量管理體系中，平臺的空船重量控制并不體現在船廠常規的質量控制體系中，也不是船級社入級和法定檢驗的要求。設計之初，設計公司根據以往項目的經驗和常規的估算方法確定了初步的空船重量，船廠以此進行后續的詳細設計和施工設計，伴隨著設計和建造過程的深入，平臺最后實際的空船重量是否與預期設計一致，或留有一定的裕度，是否在常規的范圍內，這些都會影響到平臺的實際性能和使用要求，尤其是對自升式鉆井平臺的影響更為顯著。

1 懸臂梁重量控制技術及意義

懸臂梁（包括鉆臺）是鉆井模塊中最為重要的結構部分，也是整個平臺重量比例比較大的一部分，以在建Super M2系列的某一自升式鉆井平臺為例，平臺的空船重量約為8 890 t，懸臂梁加鉆臺的重量為1 420 t，占據了整個空船重量的16%，其重量數量級大，結構復雜，其重量重心對平臺的影響非常大，如果其重量重心偏差較大將直接影響平臺的可變載荷（VDL），降低平臺對鉆井材料的海上補給依賴程度，最后導致平臺的鉆井能力不符合要求。特別地，對于自升式鉆井平臺來講，如果因為懸臂梁的重量偏差導致空船重量偏差過大，將會影響樁腿的負荷能力和設計強度，進而導致設計方案的大調整，影響建造周期，重量的超標還可能使船廠面臨船東巨額的罰款。

所以說懸臂梁的重量控制是平臺建造過程中的一個關鍵技術，應該在設計階段和建造階段嚴格控制其重量重心。

2 解決方案

2.1 設計階段控制

因為重量主要取決于結構和設備的重量，所以在設計階段，對于結構應合理地采用高強度材料來減少板厚[1]，并通過計算來優化設計。對于設備，在滿足安全和功能的前提下應盡可能減少重量，采取的措施是建立合格供應商機制，在簽訂設備技術協議的同時，和設備廠家簽訂重量控制責任書，以保證重量要求，且此責任書將連同技術協議一起作為商業合同的附件。

對于除結構和設備以外的舾裝件，應結合以往項目的經驗，進行舾裝布置優化設計，最大程度地減少管路和電纜的長度，以減輕整體的重量。

同時，伴隨著詳細設計的深入，可以同時進行重量的詳細估算，根據不同專業不同區域分別進行結構、設備、舾裝件、管線重量的列表估算，編制詳細的重量報告，并實時更新。將估算結果與設計公司的預估數據進行比較，檢查其相符性，如果偏差較大，則應及時反饋并要求設計方調整設計方案。如果基本符合，則編制重量統計表格，形成數據庫。

2.2 建造階段控制

對于設備基座及支撐件，應優化結構形式及工藝，減少其數量及單體重量，減少額外加強結構的增加。

設備及材料采購階段，要樹立重量意識，由公司采購管理部來統計和篩選合格優秀的設備供應商，對于首次供貨的供應商，由技術部門對其技術能力進行評估，供采購管理部參考，最后由采購管理部編制《供應商管理程序》，建立《合格供應商名錄》，以方便后續項目的應用。在設備材料采購費用大致相當的情況下，應優先考慮重量較輕的設備。

分段完成并達到預舾裝后，由生產重量監控部門進行現場稱重并記錄，進行數據匯總，并與設計階段估算的數據進行比較，如有大的偏差，應聯合有關部門進行討論整改，保證偏差在合理的范圍內。

2.3 懸臂梁稱重

除了設計和建造階段的重量控制外，另一關鍵的工作就是懸臂梁的稱重，目的是通過稱重來校驗懸臂梁的重量重心，再者就是為下一步的傾斜試驗做準備。一般情況下，與設計重量相比較，重量值在設計數值的±2%范圍以內都是可以接受的。稱重過程復雜而具危險性，稱重的整個方案要在準確計算的基礎上精心編制，以確保稱重工作的順利進行。圖1為針對在建的某一自升式鉆井平臺懸臂梁稱重所制定的稱重流程。

圖1 懸臂梁稱重流程

對于懸臂梁的狀態統計，應著重關注不足重量、可移動重量和多余重量這三個方面，具體注意要點如下：

1）注意統計高低壓軟管、設備內液體、消防救生設備、木作舾裝等容易忽略的重量，但是不足重量不多于整個懸臂梁重量的2%。

2）對于可移動設備來說，應將其放在儲存位置，并固定，主要包括鉆臺、貓道機、折臂吊、頂驅及BOP吊等。

3）對于不屬于懸臂梁空船重量的液艙液體、工具箱、廢料箱、鉆管及人員等重量，應及時清除。

對于懸臂梁稱重的現場布置，根據狀態統計，首先估算其重量重心[2]，確定所需千斤頂的數量和布置位置，確定頂升設備的能力、傳感器的量程（考慮不平衡度的要求，一般總量程為預計重量的1.5倍以上）等，同時需要對現場地基的承載力進行審核，審核結束后就正式進入稱重流程。在正式稱重前應進行液壓管路的連接、液壓設備的調試、傳感器和顯示器的連接、墊板的就位等工作，以確保稱重順利進行。

對于稱重過程，在頂升過程中由于操作過程中不能預知任何一個頂升的載荷，須間歇性順序加載。

Weight Control Technology Research of Typical Self-elevating Drilling Rig's Cantilever Beam

Shao Xiao-feng, Song De-xi, Zhang Shi-zhao, Hu Guo-xian

(Yantai CIMC Raffles offshore Ltd., Shandong Yantai, 264000, China)

For typical self-elevating drilling rig, the article explains the technology and significance of weight control of cantilever beam.Meanwhile, some practical solutions are given according to actual project building experience.

self-elevating rig; cantilever beam; weight control; cantilever beam weighing

P755

A

10.14141/j.31-1981.2016.06.003

邵小豐（1987—），男，工程師，研究方向：船舶輪機和鉆井設備詳細及施工設計。