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(shù)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(shù)及意義，同時，根據(jù)實際項目的建造經(jīng)驗給出了一些可以參考執(zhí)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(zhì)量管理體系中，平臺的空船重量控制并不體現(xiàn)在船廠常規(guī)的質(zhì)量控制體系中，也不是船級社入級和法定檢驗的要求。設(shè)計之初，設(shè)計公司根據(jù)以往項目的經(jīng)驗和常規(guī)的估算方法確定了初步的空船重量，船廠以此進(jìn)行后續(xù)的詳細(xì)設(shè)計和施工設(shè)計，伴隨著設(shè)計和建造過程的深入，平臺最后實際的空船重量是否與預(yù)期設(shè)計一致，或留有一定的裕度，是否在常規(guī)的范圍內(nèi)，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(shù)及意義

懸臂梁（包括鉆臺）是鉆井模塊中最為重要的結(jié)構(gòu)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(jù)了整個空船重量的16%，其重量數(shù)量級大，結(jié)構(gòu)復(fù)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(dǎo)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(dǎo)致空船重量偏差過大，將會影響樁腿的負(fù)荷能力和設(shè)計強度，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)計方案的大調(diào)整，影響建造周期，重量的超標(biāo)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(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)該在設(shè)計階段和建造階段嚴(yán)格控制其重量重心。

2 解決方案

2.1 設(shè)計階段控制

因為重量主要取決于結(jié)構(gòu)和設(shè)備的重量，所以在設(shè)計階段，對于結(jié)構(gòu)應(yīng)合理地采用高強度材料來減少板厚[1]，并通過計算來優(yōu)化設(shè)計。對于設(shè)備，在滿足安全和功能的前提下應(yīng)盡可能減少重量，采取的措施是建立合格供應(yīng)商機制，在簽訂設(shè)備技術(shù)協(xié)議的同時，和設(shè)備廠家簽訂重量控制責(zé)任書，以保證重量要求，且此責(zé)任書將連同技術(shù)協(xié)議一起作為商業(yè)合同的附件。

對于除結(jié)構(gòu)和設(shè)備以外的舾裝件，應(yīng)結(jié)合以往項目的經(jīng)驗，進(jìn)行舾裝布置優(yōu)化設(shè)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(xì)設(shè)計的深入，可以同時進(jìn)行重量的詳細(xì)估算，根據(jù)不同專業(yè)不同區(qū)域分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)、設(shè)備、舾裝件、管線重量的列表估算，編制詳細(xì)的重量報告，并實時更新。將估算結(jié)果與設(shè)計公司的預(yù)估數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，檢查其相符性，如果偏差較大，則應(yīng)及時反饋并要求設(shè)計方調(diào)整設(shè)計方案。如果基本符合，則編制重量統(tǒng)計表格，形成數(shù)據(jù)庫。

2.2 建造階段控制

對于設(shè)備基座及支撐件，應(yīng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式及工藝，減少其數(shù)量及單體重量，減少額外加強結(jié)構(gòu)的增加。

設(shè)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(tǒng)計和篩選合格優(yōu)秀的設(shè)備供應(yīng)商，對于首次供貨的供應(yīng)商，由技術(shù)部門對其技術(shù)能力進(jìn)行評估，供采購管理部參考，最后由采購管理部編制《供應(yīng)商管理程序》，建立《合格供應(yīng)商名錄》，以方便后續(xù)項目的應(yīng)用。在設(shè)備材料采購費用大致相當(dāng)?shù)那闆r下，應(yīng)優(yōu)先考慮重量較輕的設(shè)備。

分段完成并達(dá)到預(yù)舾裝后，由生產(chǎn)重量監(jiān)控部門進(jìn)行現(xiàn)場稱重并記錄，進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，并與設(shè)計階段估算的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如有大的偏差，應(yīng)聯(lián)合有關(guān)部門進(jìn)行討論整改，保證偏差在合理的范圍內(nèi)。

2.3 懸臂梁稱重

除了設(shè)計和建造階段的重量控制外，另一關(guān)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(zhǔn)備。一般情況下，與設(shè)計重量相比較，重量值在設(shè)計數(shù)值的±2%范圍以內(nèi)都是可以接受的。稱重過程復(fù)雜而具危險性，稱重的整個方案要在準(zhǔn)確計算的基礎(chǔ)上精心編制，以確保稱重工作的順利進(jìn)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(tài)統(tǒng)計，應(yīng)著重關(guān)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(tǒng)計高低壓軟管、設(shè)備內(nèi)液體、消防救生設(shè)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(shè)備來說，應(yīng)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(qū)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(yīng)及時清除。

對于懸臂梁稱重的現(xiàn)場布置，根據(jù)狀態(tài)統(tǒng)計，首先估算其重量重心[2]，確定所需千斤頂?shù)臄?shù)量和布置位置，確定頂升設(shè)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(yù)計重量的1.5倍以上）等，同時需要對現(xiàn)場地基的承載力進(jìn)行審核，審核結(jié)束后就正式進(jìn)入稱重流程。在正式稱重前應(yīng)進(jìn)行液壓管路的連接、液壓設(shè)備的調(diào)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(jìn)行。

對于稱重過程，在頂升過程中由于操作過程中不能預(yù)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(shè)備詳細(xì)及施工設(shè)計。