淺談自升式海洋鉆井平臺桁架式樁腿建造及檢驗流程

羅海友

摘要：樁腿是自升式平臺的核心部件之一，其對材料及焊接要求較高，本文簡要了介紹自生式平臺桁架式樁腿的建造及檢驗流程

關鍵詞：自升式；鉆井平臺；桁架式樁腿；齒條板

一、引言

從1953年美國建成第一座自升式平臺開始，這種對水深的適應性強，工作穩定，性良好的鉆井平臺得到了快速的發展。08年以前，自升式鉆井平臺的設計建造基本被美國及新加坡壟斷，08年后，我國的部分大型船廠從海外引進了大量的專業人才，并通過新老幫帶培養后備力量，已取得了一定的成就。目前我國在海洋平臺設計建造方面已有了一定的競爭力。

二、自升式鉆井平臺及其樁腿

海上鉆井平臺主要有兩種，一種是自升式，一種是半潛式；其中自升式平臺主要用于淺海油氣資源的勘探和開發；平臺內大量的設備，以及救生系統和生活設施，都是海上油氣勘探開發不可或缺的設備設施。

平臺體、樁腿和升降系統構成了自升式鉆井平臺，以至于平臺體能夠隨著樁腿進行上下調節。運行時樁腿下降插進海底，隨后平臺體緩慢升高到離海面有一定高度安全的位置處，并且預壓樁腿，以確保平臺即使遇到惡劣的天氣時樁腿也不會下陷。當鉆井工作完成后平臺就會下降到海平面上，并且將整個樁腿提起，使整個平臺飄在海面上，然后拖輪將其拉到新的位置上。

三、樁腿結構形式及數量

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

四、建造環境

樁腿的制造要點在于焊接技術和尺寸精確握控。工作環境在很大程度上影響了樁腿的制造。為提高其制造的優良性，要設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地，畢竟室內工作能更好的滿足樁腿制造要求的環境條件，也能夠盡量避免部分材料焊接時受到外界的左右。除此之外，在開工前，要仔細的檢測和觀測生產車間內的環境，安裝樁腿制造時要求的地區面積和分配情況等配套設施，然后再科學的制定規劃。

五、材料選擇及驗收

（一）齒條板

齒條是自升式平臺最重要的構件之一，它承受著整個平臺運動時產生的載荷。齒條一般采用的是特厚超高強鋼，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到178mm，材質普遍采用ASTMA517Q，屈服強度達到521Mpa。我國許多齒條都是從國外的部分廠商購進的，部分齒條板以及主弦管是整體供貨的。齒條的長短可以根據船廠以及齒條生產廠家能力確定，原則是盡量減少后期的工作量。

（二）齒條板驗收

證書檢驗：假若是進口的齒條板，供貨商會給予相應的證件。證書上有船級社認可的材料證明，以及各種相關的檢驗報告等。

外觀檢驗：對于成型好的齒條板及弦管構件，進行進貨檢驗外觀檢查。針對表面的麻坑，飛濺，弦管焊縫的氣孔，夾渣，未融合等明顯表面質量缺陷進行檢查。檢查需船廠，船級社，船東，及供貨方共同參與。發現問題需按照工藝要求進行返修處理。

探傷檢驗：對于已經有NDT合格報告的材料，船廠可進行針對性抽檢，對齒條與弦管處的焊縫進行探傷抽查。

精度檢驗：按照尺寸精度控制公差要求，仔細檢查來料。

（三）結構管件

結構管件作為桁架式樁腿的主體鋼結構部分，主要包括主弦管，橫拉筋，斜拉筋，內水平管。桁架式樁腿主要就是由齒條板與管件焊接組成的。一般根據齒條板的數量及樁腿的形式進行片體劃分預組。

（四）管件驗收

證書檢驗：管件驗收也需要供貨商給予相應的材料證書。

外觀檢驗：圍繞零件表面明顯的質量缺陷進行檢測。檢查需船廠，船級社，船東，及供貨方共同參與。發現問題需按照船級社及船東的要求進行合理返修處理。

探傷檢驗：船廠應對有NDT合格報告的材料進行針對性抽檢。

（五）其他材料

每個船型的不同，選用的連接方式也有所區別。基本上大多選用連接板或結構板等構件將齒條板，主弦管及支撐管連接，組成樁腿結構。

六、樁腿的制造過程

（一）檢測來料前，把來料放在胎架或平臺上。檢驗的關鍵在于與以下幾個方面：

（1）依照標準進行對來料外表的檢測。（2）按照規定檢測以及深刻來料的質量證書等。（3）依照規定精確檢驗貨物的尺寸。將檢驗了的數據信息記錄儲存在表格中供日后進行使用。

（二）單根接長

單根接長要在好的胎架上工作。在工作時要精確把控幾根單根接長后總體的距離形狀等數據信息。接口處因為齒條窗戶板要連接的數量多，焊后很容易會變形，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

單片制作時要把控好焊后齒條的角度偏差以及形狀等數據要求。除此之外，還要確保單片焊后尺寸的長度和管線水平公差在限定標準。

（四）總組

在進行總組前，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組。在組內一定要把控好齒條角度的差值等數據信息標準，與此同時還要確保整組的上、下平面差值和間距在標準規定中。

（五）樁腿分段和樁腿的合并大多情況下是在船臺上或船塢里進行

因為樁腿的比較長，又很重。為了加強吊裝能力和簡化施工操作。在此過程要確保所有尺寸差值在標準范圍中。

（六）小結

在制定樁腿時一定要精確把控好焊接的質量。一定要規劃分配樁腿的胎架大小，胎架還要求具備較強的剛性和強度。完成每個環節的信息表格，不管是在焊前還是焊后都要精確的記錄信息數據。焊前一定要磨光亮焊縫處，焊接時要有部分人員負責在一旁監督數據，如果差值較大一定要立刻進行處理從而確保尺寸精確。焊前和焊后還要有人員對其預熱和保溫，每次焊接工作結束后需要部分的專業檢驗員進行檢測，在確定焊后三天后的沒有出現損失現象后，才能繼續下一項環節。

七、結束語

自升式海洋鉆井平臺相對普通船舶來說，具有較高的附加值；本文簡要介紹了該平以核心構件之一的桁架式樁腿的建造及檢驗流程，為后續研究提供參考。endprint