謝文漢 徐文林 江艷舵

摘? ? 要：通過對升降基礎(chǔ)搭載、定位精度控制，對樁靴、樁腿總組精度控制，合理的分段劃分及吊裝方案，實現(xiàn)先搭載升降基礎(chǔ)后搭載樁靴，最終達到縮短自升式平臺船塢、船臺周期的目的。

關(guān)鍵詞：樁靴搭載;新型工藝;精度控制;縮短塢期

中圖分類號：TE22? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

Abstract： This paper introduces a way of lifting the jack cases into dry dock first and then lifting the spud cans， by developing a practical block breakdown and erection plan， through erection and positioning accuracy control of jack cases， and assembly accuracy control of spud cans and legs， ultimately ensuring a shortened construction period in dry dock.

Key words： Spud can erection; New technology; Accuracy control; A shortened construction period in dry dock

1? ? 前言

自升式平臺建造過程中，樁靴、樁腿、升降基礎(chǔ)建造是關(guān)鍵。特別是樁靴，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空間狹小、施工周期長。通常受樁靴制作周期長影響，導(dǎo)致圍井、升降基礎(chǔ)搭載較晚，從而影響樁腿搭載進度，使平臺船塢、船臺周期很長。本文以某型自升式鉆井平臺為載體，對樁靴搭載工藝進行研究，利用對升降基礎(chǔ)搭載、定位精度控制，對樁靴、樁腿制作、總組精度控制，以及合理的分段劃分及吊裝方案，實現(xiàn)先搭載圍井分段、升降基礎(chǔ)分段，后搭載樁靴分段的新工藝。這樣在樁靴制作的同時，樁腿可以和樁靴先進行總組，圍井、升降基礎(chǔ)分段可以先搭載，多條線并行生產(chǎn)，減少交叉作業(yè)，縮短關(guān)鍵路徑總周期，最終達到縮短平臺塢期的目的，為企業(yè)船塢生產(chǎn)效率、經(jīng)營線標(biāo)規(guī)劃作出貢獻。

2? ?傳統(tǒng)搭載工藝

目前國內(nèi)外建造自升式平臺的船廠通常都是按：樁靴搭載→圍井分段搭載→下基礎(chǔ)搭載→上基礎(chǔ)及支撐搭載→樁腿搭載的順序進行。以上各分段部件都是較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，施工周期較長，特別是樁靴結(jié)構(gòu)密集、空間狹小、施工周期長。由于樁靴搭載直接影響后續(xù)圍井、升降基礎(chǔ)等搭載，對船塢、船臺周期影響較大，對船廠生產(chǎn)效率及經(jīng)營線標(biāo)編排等不利。

3? ?新型搭載工藝

本文通過某型自身式鉆井平臺為載體，通過合理的精度控制、吊裝順序調(diào)整等，實現(xiàn)先搭載圍井、升降基礎(chǔ)分段，再搭載樁靴與樁腿總組分段，實現(xiàn)并行生產(chǎn)，縮短關(guān)鍵路徑總周期，并保證了施工精度和質(zhì)量。

3.1? 樁靴與樁腿總組工藝

（1）復(fù)查、調(diào)整樁靴水平

測量并調(diào)整樁靴分段底板120°發(fā)散壁（即A/B/C）處的水平（見圖1），要求三個點水平差控制在5 mm以內(nèi)，即|H1-H2|、|H1-H3|、|H2-H3|≤5 mm;測量并調(diào)整樁靴分段底板120°發(fā)散壁延伸出頂板最外側(cè)點（即D/E/F）的水平，要求三個點水平差控制在5 mm以內(nèi)，即|H4-H5|、|H4-H6|、|H5-H6|≤5 mm。樁靴調(diào)平后將其與胎架進行固定。

從三塊120°發(fā)散壁延伸出底板外側(cè)邊緣點吊垂線，相對地面投影點為1/2/3。連接12/13/23，找三角形的中心點6，即為樁靴勘化中心點（見圖2）。

（2）模擬校核樁靴、樁腿精度

連接6/3并延長，在直線61/62/63延長線651 mm處做標(biāo)記點1′/2′/3 ′，即為樁腿三條主舷管中心點（見圖2）;測量1′2′、1′3′、2′3′與樁腿完工精度進行擬合分析，尺寸滿足總組要求后進行下一步樁腿、樁靴總組。

（3）進行樁腿、樁靴總組

在地樣以點1′、2′、3′分別作1′6、2′6、3′6垂線，此即為樁腿齒條板檢驗中心線;在樁靴地板作樁腿定位檢驗線，要求此檢驗線的投影與三個頂點處齒條板檢驗中心線平行;進行樁腿吊裝與樁靴總組，定位過程中在樁靴上表面中心點處通過全站儀進行樁腿總組精度控制，保證樁腿總組的水平及其它精度要求（見圖3）;測量三條主舷管位于同一高度齒頂檢驗線高度，以測量值作為初始值，與后續(xù)焊接過程對比檢查及焊后測量值作為對比。

（4）樁腿、樁靴總組焊接

先焊接樁腿過度板板與樁靴發(fā)散臂的對接焊縫，再焊接主舷管，三條主舷管同時焊接，每隔2小時對上口齒條中心點進行測量監(jiān)控。

也可以在樁靴分段制作時將一小部分（約2 m左右長）樁腿舷管作為樁靴的一個零部件一起制作，精度控制類似以上總組精度控制方法。樁靴制作完畢后第一節(jié)樁腿和樁靴上已安裝的舷管對接搭載即可。此方法將最難、工序最多的施工部分工序前移，和樁靴制作同步開展，更易操作和保證精度及實施，同時可以縮短總組周期及總周期。

（5）對樁靴的胎架精度進行重點控制

樁靴底板帶有一定的傾斜角度，板厚約50 mm，樁靴內(nèi)部有大量縱橫交錯的結(jié)構(gòu)與底板連接，形成各種帶自然坡口的角焊縫。在建造焊接時，這些角焊縫都會產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致整個樁靴的收縮變形超出合理范圍，因此樁靴下部箱型部件建造時，不能采用傳統(tǒng)的活絡(luò)頭作為胎架，而應(yīng)采用整體式的線接觸模板胎架。樁靴底板與胎架模板點焊連接，胎架與車間內(nèi)的地網(wǎng)連接，將樁靴底板剛性固定，這樣既可保證樁靴底板的線型，也可有效控制樁靴焊接過程中產(chǎn)生的變形。

考慮到采用模板胎架的材料投入較大，且變形的產(chǎn)生主要在樁靴內(nèi)部強結(jié)構(gòu)與樁靴地板連接處，故在設(shè)計胎架時根據(jù)樁靴的結(jié)構(gòu)分布，將整個胎架分成中心框架與若干個外圍胎架片體，在各強結(jié)構(gòu)處對應(yīng)設(shè)置單獨的模板胎架片體，通過球扁鋼連接形成完整的樁靴下部箱型結(jié)構(gòu)建造胎架。各胎架片體可單獨制作，待場地劃線完成擺放到位后再行組裝，這樣可有效提高建造效率，胎架片體可重復(fù)利用。同時，還應(yīng)考慮樁腿與樁靴總組時胎架的強度及合理使用問題。

3.2? 上、下基礎(chǔ)搭載工藝

自升式平臺的圍井、上基礎(chǔ)、下基礎(chǔ)三大結(jié)構(gòu)總組搭載是平臺建造的難點，也是關(guān)系是否可以順利升降的關(guān)鍵。因此，如何通過精度控制來保證上、下基礎(chǔ)特別是導(dǎo)槽間的精度尤為關(guān)鍵。

（1）定位下基礎(chǔ)

擬合假定樁腿中心線在導(dǎo)槽中的左右位置。以下基礎(chǔ)半圓板上標(biāo)定的中心線為基準(zhǔn)，在中間導(dǎo)槽上、下端分別測量B9、B10的數(shù)據(jù)，在下導(dǎo)槽的上、下端分別測量B9、B10的數(shù)據(jù)（見圖4）。找出以上數(shù)據(jù)平均值，根據(jù)平均值調(diào)整中心線在導(dǎo)槽的左右位置。

（2）擬合假定樁腿中心線在導(dǎo)槽中的前后位置

以標(biāo)記在導(dǎo)槽上的中心線為基準(zhǔn)，在中間導(dǎo)槽的上、下端分段量取D3、D4、D5、D6的數(shù)據(jù)，在下導(dǎo)槽的上、下端分段量取D3、D4、D5、D6的數(shù)據(jù)。找出以上數(shù)據(jù)平均值，根據(jù)平均值調(diào)整中心線在導(dǎo)槽中的前后位置，見圖4。

擬合完中心線后，在下基礎(chǔ)的中間導(dǎo)槽和下導(dǎo)槽設(shè)置定位基準(zhǔn)，方便后續(xù)下基礎(chǔ)搭載定位。

（3）進行下基礎(chǔ)搭載定位

下基礎(chǔ)搭載的中心點以樁靴后續(xù)搭載的中心點為基準(zhǔn)進行定位。首先在地面勘劃格子線，再進行搭載定位。定位時要綜合考慮焊接收縮，焊接過程中要通過全站儀實時監(jiān)控精度，及時調(diào)節(jié)焊接順序，確保焊后精度。

（4）定位上基礎(chǔ)

上基礎(chǔ)不同于下基礎(chǔ)是要考慮升降單元安裝精度。必須以升降單元安裝圓套的垂直度和導(dǎo)槽垂直度、三個上基礎(chǔ)圓套間的距離以及樁腿完工尺寸等進行綜合分析，得出一個較合理的定位基準(zhǔn)尺寸。定位尺寸要充分考慮三個升降基礎(chǔ)和樁腿的邏輯關(guān)系、累計誤差、升降運動偏移量等，確保后續(xù)升降的順暢。

上、下基礎(chǔ)精度關(guān)系整個平臺升降的順暢性。下基礎(chǔ)導(dǎo)槽的垂直偏差控制在≤2 mm，一個圍井內(nèi)三個上、下基礎(chǔ)的中心線間綜合偏差控制在≤2 mm。

3.3? 樁靴、樁腿總組后搭載工藝

首先擬合上、下基礎(chǔ)搭載焊后導(dǎo)槽中心線與樁腿、樁靴總組焊后齒條板中心線間的精度，綜合評定后確定樁靴新的吊裝中心點。根據(jù)樁靴新的吊裝中心點擬合樁靴外邊與圍井內(nèi)側(cè)精度關(guān)系，使其符合搭載吊裝需求。

精度擬合完成后進行樁靴+樁腿總組段搭載（見圖6），搭載采用120°三鉤吊裝工藝，吊裝要求水平。

4? ?新型搭載工藝實施效果

我們以新型自升式鉆井平臺為研究對象，經(jīng)過充分準(zhǔn)備和嚴(yán)格的管理實施，搭載后樁腿齒條與升降導(dǎo)槽間隙均符合要求，各項精度指標(biāo)符合圖紙、工藝要求。在出塢后全程升降順利，無精度及使用問題，各項指標(biāo)符合要求。

通過改變傳統(tǒng)搭載順序及工藝，使船塢周期縮短了約一個月。因此無論從安裝精度、質(zhì)量還是安裝周期來看，都取得了比較明顯的效果。

5? ?結(jié)束語

通過樁靴新型搭載工藝方案的實施，成功實現(xiàn)了縮短平臺建造塢期的目標(biāo)，大大提高了船廠船塢（船臺）的使用效率，并且在施工精度和質(zhì)量上也得到了充分的保證，使其建造質(zhì)量滿足樁靴承重要求及平臺安全升降的要求。

參考文獻

[1] ABS Rules for Building and Classing Mobile Offshore Drilling Units [S]. 2012.

[2] CCS.海上移動式平臺法定檢驗技術(shù)規(guī)則2016[M]. 人民交通出版設(shè)，2017.

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