一种自升式钻井平台桩腿齿条换新的工艺

摘要

本发明公开了一种自升式钻井平台桩腿齿条换新的工艺，其步骤为：去除齿条前，先加限位板；在换新齿条的上、下主弦管分别焊接临时支撑肘板，供临时撑管着力，及液压顶顶升；刨开原焊缝，通过液压顶顶升，获得焊缝收缩量；临时支撑肘板之间加上支撑管；气刨去除被换齿条；对新装上去的齿条的上、下两道接缝，先装焊上接缝，再装焊下接缝；最后检验。对桩腿取下被换新齿条前，先加限位板限制其前、后、左、右方向上的自由移动，上、下主弦管上分别焊接临时支撑肘板，这样接口上面的桩腿的重量、以及同一桩腿的另外两根已焊接完成的齿条的焊接内应力不会对打开的接头造成大的、方向不确定的位移，对新装上去的齿条，先装焊上接缝，再装焊下接缝，确保自升式钻井平台的桩腿齿条换新工作的顺利进行。

权利要求

1.一种自升式钻井平台桩腿齿条换新的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）对钻井平台桩腿取下被换新齿条前，先加限位板限制其前、后、左、右方向上的自由移动，使整个结构只能上、下方向移动；

2）在换新齿条的上、下主弦管上分别焊接临时支撑肘板；

3）将原问题焊缝用气刨的方工打开；

4）液压顶顶升至被换齿条的上、下齿尖距留出一定距离的焊缝收缩量；

5）在步骤2的临时支撑肘板之间设置临时支撑管；

6）气刨去除被换齿条；

7）对新装上去的齿条的上、下两道接缝，采用先上口、后下口的依次装配、焊接的顺序，即先装焊上接缝，再装焊下接缝；

8）最后检验；

气刨去除被换齿条之前，在被换齿条上焊接了限制上、下桩腿间发生前、后、左、右相对移动的限位板，使上、下桩腿只能发生上、下两个方向的相对位移。

2.根据权利要求1所述的一种自升式钻井平台桩腿齿条换新的工艺，其特征在于：步骤

4中，液压顶顶升时，被换齿条的上、下齿尖距留出了6mm的焊缝收缩量。

说明书

一种自升式钻井平台桩腿齿条换新的工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种自升式钻井平台桩腿齿条换新的工艺。

背景技术

[0002] 近年来，海洋工程中自升式钻井平台的制造在国内蓬勃发展。桩腿是钻井平台最重要的部件，其尺寸精度和焊接质量都非常重要。钻井平台工作的时候，桩腿要承受庞大的主船体的全部重量，所以一般来说，桩腿本身的材质强度高、厚度大。以荷兰MSC公司设计的CJ50系列平台为例，其桩腿齿条板和主弦管的抗拉强度达到了830Mpa，厚度也有180mm。这种钢的合金元素多、碳当量CE和裂纹敏感系数PCM值高，再加上其180mm的厚度，造成其制造过程中的焊接和精度控制都有一定的难度。焊接质量和精度，两者只要有一个出问题，那么这个对接口就要被打开，重新装配、焊接。

[0003] 由于齿条在整个平台的结构重要性和钢材的特殊性，此处同一部位只允许一次修复处理，若修复后仍不合格，就要更换焊件，重新建造。重新换上去的齿条的建造难度又比首次安装、焊接的时候更大。因为，1）此时的接头数量增加了一倍，装配、焊接和精度控制方面也至少增加了一倍工作；2）原接口一旦被打开，那么接口上面的桩腿的重量以及同一桩腿的另外两根已焊接完成的齿条的焊接内应力都可能对打开的接头造成大的、方向不确定的位移，这种位移如果出现，那就是不可逆的，这个接口往上的桩腿可能要整个取下来，重新装、焊；3）重新装好的新齿条在焊接的时候有很高的拘束力，焊接质量不好控制；4）“事故”的出现引起的项目建造周期的压力影响到装配、焊接工人和各级管理人员。那么，在齿条换新工作之前，就要制定详细周密的、考虑到各种可能出现的突发情况的工艺步骤，把整个齿条换新工作的风险降到最低。

[0004] 因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种自升式钻井平台桩腿齿条换新的工艺。确保自升式钻井平台的桩腿齿条换新工作的顺利进行。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明的一种自升式钻井平台桩腿齿条换新的工艺，包括以下步骤：

[0007] 1）对钻井平台桩腿取下被换新齿条前，先加限位板限制其前、后、左、右方向上的自由移动，使整个结构只能上、下方向移动；

[0008] 2）在换新齿条的上、下主弦管上分别焊接临时支撑肘板；

[0009] 3）将原问题焊缝用气刨的方工打开；

[0010] 4）液压顶顶升至被换齿条的上、下齿尖距留出一定距离的焊缝收缩量；

[0011] 5）在步骤2的临时支撑肘板之间设置临时支撑管；

[0012] 6）气刨去除被换齿条；

[0013] 7）对新装上去的齿条的上、下两道接缝，采用先上口、后下口的依次装配、焊接的顺序，即先装焊上接缝，再装焊下接缝；

[0014] 8）最后检验。

[0015] 在上述技术方案中，气刨去除被换齿条之前，在被换齿条上焊接了限制上、下桩腿间发生前、后、左、右相对移动的限位板，使上、下桩腿只能发生上、下两个方向的相对位移。

[0016] 进一步的，步骤4中，液压顶顶升时，被换齿条的上、下齿尖距留出了6mm的焊缝收缩量。

[0017] 本发明的有益效果：本发明的钻井平台桩腿齿条换新工艺，对桩腿取下被换新齿条前，先加限位板限制其前、后、左、右方向上的自由移动，上、下主弦管上分别焊接临时支撑肘板，供临时支撑管着力，及液压顶顶升，这样接口上面的桩腿的重量、以及同一桩腿的另外两根已焊接完成的齿条的焊接内应力不会对打开的接头造成大的、方向不确定的位移，对新装上去的齿条，先装焊上接缝，再装焊下接缝，确保自升式钻井平台的桩腿齿条换新工作的顺利进行。

附图说明

[0018] 图1为钻井平台桩腿以更换三齿长齿条的换新区域示意图。

[0019] 图2a为本发明切割前所加限位马板示意图。

[0020] 图2b为图2a的侧视图。

[0021] 图3为本发明临时支撑管的示意图。

[0022] 其中：1、脚手架平台，2、前后限位板，3、左右限位板，4、上主弦管，5、下主弦管，6、临时支撑肘板，7、临时支撑管，8、原问题焊缝，9、桩腿斜撑管。

具体实施方式

[0023] 为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。

[0024] 本发明的一种自升式钻井平台桩腿齿条换新的工艺，包括以下步骤：

[0025] 1）确定需要换新的齿数。一般要求避开热影响区域，3 4齿为宜，图1所示，以换新3~齿为例，钻井平台桩腿的上主弦管4上具有桩腿斜撑管9，图中阴影部分和阴影部分半圆板都需要更换，阴影部分半圆板与脚手架平台1齐平，难以施工，现场需修改脚手架。

[0026] 齿条的换新区域定下来之后，还要考虑主弦管也要换新一段，给新齿条的换新工程留下施工空间，换新长度以两者焊缝错开300mm为宜。对钻井平台桩腿取下被换新齿条前，先加限位板限制其前、后、左、右方向上的自由移动，使整个结构只能上、下方向移动。具体的：在齿条原对接口附近焊接限位板，用以限制齿条前、后、左、右方向的移动。如图2a、2b所示，前后限位板2正反各两块，正面的两块只焊接原焊缝以上部分，反面的两块只焊接原焊缝以下部分，4块前后限位板的作用是限制图示前后方向的移动；左右限位板3也有4块，焊接在被换齿条的齿尖处，作用是限制图示左右方向的移动；

[0027] 2）在换新齿条的上、下主弦管4、5上分别焊接临时支撑肘板6，供临时支撑管7着力，及液压顶顶升；

[0028] 3）上主弦管上的临时支撑肘板6用作液压顶支座板，将原问题焊缝8用气刨的方式打开，利用液压顶对齿间距进行上下调整；气刨方式灵活性很大，可进行全位置操作。如果采用气割方式，则会因为齿条板过厚，以及空间位置过高导致的气体压力小等问题，形成切割流挂。

[0029] 4）液压顶顶升至被换齿条的上、下齿尖距留出一定距离的焊缝收缩量；顶升的距离可以抵消上、下两道新增焊缝后续焊接产生的热收缩量。一是可以让其自由收缩，减小内应力；二是保证了焊接完成后得到在公差允许范围内的齿间距，保证齿条和齿轮能够正常啮合。

[0030] 5）图3所示，在步骤2的临时支撑肘板6之间设置临时支撑管7；

[0031] 6）气刨去除被换齿条，气刨前要测量，画线；选择用气刨方式，是可以比较方便的得到所想要的焊接坡口形式。坡口面至少留3mm打磨处理，目的是可以去除掉影响后面焊接工序的渗碳层，当然也可以使坡口面更加光滑，便于焊接时填充金属与母材的熔合，减小焊接夹杂的可能性。

[0032] 7）对新装上去的齿条的上、下两道接缝，采用先上口、后下口的依次装配、焊接的顺序，即先装焊上接缝，再装焊下接缝；这里摒弃了可以使报验程序更加简化的“两道缝同时装配、同时报验”的方法，是因为：分开焊接，可以让焊接过程中，结构的整体拘束度更小，两道焊缝之间不会形成拉应力，这样焊缝合格率更容易得到保证。而且分开装、焊，还可以更加灵活的通过调整各条焊缝两侧的焊接顺序，来保证直线度。

[0033] 8）最后检验。主要包括焊缝的MT、UT检查，20个齿的直线度、拱度检查。可以在20个齿长度之间平行拉钢丝的方式来检查尺寸精度。

[0034] 步骤4中，液压顶顶升时，考虑焊缝的收缩量每个接缝3mm，被换齿条的上、下齿尖距留出了6mm的焊缝收缩量。因为，液压顶顶升的距离可以抵消上、下两道新增焊缝后续焊接产生的热收缩量。

[0035] 本发明的钻井平台桩腿齿条换新工艺，先加限位板限制桩腿前、后、左、右方向上的自由移动，上、下主弦管上分别焊接临时支撑肘板，供临时支撑管着力，及液压顶顶升，这样接口上面的桩腿的重量、以及同一桩腿的另外两根已焊接完成的齿条的焊接内应力不会对打开的接头造成大的、方向不确定的位移，将原问题焊缝用气刨的方工打开，利用液压顶对齿间距进行上下调整，液压顶顶升至被换齿条的上、下齿尖距留出一定距离的焊缝收缩量，顶升的距离可以抵消上、下两道新增焊缝后续焊接产生的热收缩量，再气刨去除被换齿条，对新装上去的齿条，对新装上去的齿条的上、下两道接缝，先装焊上接缝，再装焊下接缝。

[0036] 整个桩腿齿条换新工艺，焊接质量易控制，克服了重新换上去的齿条的建造难度。确保自升式钻井平台的桩腿齿条换新工作的顺利进行。