自升式钻井平台结构形式及精度控制要点

自升式钻井平台结构形式及精度控制要点
摘要：自升式钻井平台广泛应用于海上施工作业，常年处于风吹浪打的恶劣工
作环境中，因此相较于别的海上作业设备而言，自升式钻井平台需要更高的强度、结构要更加的稳定、综合质量标准更高、建造的工艺更加的复杂。

尽管最近几年
国内对船舶的建造精密度的控制程度越来越成熟，但是依然较难掌控像自升式钻
井平台这样规模较大的建筑设施的精准度。

本文以国内某项自升式钻井平台为参
考案例，对这类自升式钻井平台的结构形式进行介绍，并分析对其进行精度控制
的要点，希望能为国内相关领域的设备建造工程提供一定的帮助。

关键词：桥梁施工；人工挖孔桩；技术应用
随着国内经济的不断发展以及科学技术的持续创新，社会在能源方面的需求
量正逐年增多，所以开始从更加广阔的范围勘探石油资源，石油资源的开采地从
以前的陆地渐渐扩展到了海上。

但是海上石油资源开采相比陆路更具难度，而海
上石油钻井平台则很好的解决了这一难题。

海上石油钻井平台通常分为两大类——固定式和移动式，本文介绍的自升式钻井平台属于移动式钻井平台的一类，主
要由升降结构、桩腿、平台主体组成，具有升降功能，没有自动航行的功能。

自
动升降钻井平台是我国海上石油开采作业的重要设备，因此我们需要不断的研究
自升式钻井平台的精度控制要点以及结构形式。

1 主体平台结构形式以及精度的控制
自升式钻井平台主体使用类似于三角形状态的箱体结构，从横舱壁和纵舱壁
中将主体平台区分出多个小型的水密舱。

依据自升式钻井平台的受力特征，把3
处围阱区结构和悬臂梁支撑结构进行了特殊强化。

左右与舯相距9米的左右两处
横舱壁和纵舱壁以及两层底部、主体甲板一同组成主要的承受架构。

平台主体的
甲板、舱底、船舷两侧以及横、纵舱壁都是平面的板架结构，按照不同的部位以
及存在差异的荷载需求，可以将其规划成纵骨架式的结构或者横骨架式的结构，
连接船舷两侧侧的外部挡外板和船身底板中间的部位使用直接连接法。

当自升式
钻井平台在海上进行干拖时，必须要对平台的的凹形加部位的结构进行强化，并
且要巩固箱体、楔块、拖航肘板等部位的结构稳定性。

平台主体的区域精确度的
控制内容主要包含分段和合拢这两个步骤，在分段建造平台时必须要依照先下料、其次小组、然后中组、最后大组的施工顺序，在不同的施工阶段要使用不同严格
程度的监察方式来进行精度控制，平台建造管理的核心内容是甲板、船舷两侧外
部挡板、内部和外部底板等平面结构的平衡度、垂直度以及大小尺寸。

按照自升
式钻井平台的施工建造设计图纸中规定的给定的余量和补偿量来监察平台主体所
有焊缝的收缩状况，确保平台的分段整体大小处于规定范围内。

甲板是自升式钻
井平台十分重要的使用部位，尤其是是悬臂梁导轨安装区域的平衡度的管理是钻
井平台在整体建造过程中精度控制的要点、难点，从分段阶段到合拢阶段要对甲
板的平衡度进行合理的全面布局，合拢时一定要采用全站仪此类精确度较高的测
量设备，严格掌控甲板中间区域的平衡度，在确保导轨在进行安装时的水平位置
稳定，解决其积水状况，最好将甲板的中间区域调整至略高于甲板四周的位置，
这样安排能够使平台的排水更加便捷。

2 围阱区结构形式以及精度的控制
自升式钻井平台的船体需要在艉部区域设计两处围阱区，在艏部设计一处围
阱区。

围阱区这一结构的大致区域位于平台船体和桩腿相连的关键受力部位，利
用锁紧和升降设备来支持结构和主体的纵横向舱壁相连接，将平台的负重恰当地
转移到船体的每个区域。

围阱区的结构设计要求参照升降和锁紧体系对主体的需求，并按照实现作用力的最优传输的原则来进行规划。

自升式钻井平台使用电动
齿条、齿轮升降体系以及锁紧设备、围阱区架构、齿轮箱的结构模式来进行匹配，并且要使平台的结构稳定程度符合行业标准。

所有围阱区域都会规划成3个分段
来实行构建，这是因为围阱分段的结构比较繁杂，施工材料的等级较高，板块厚
且种类较多，焊接施工的区域容易变形膨大，所以需要严格的使用精度控制来保
证平台主体的分段施工。

进度的控制要点包括围阱的直径以及升降基层安装部位
的大小，围阱直径的控制在装配焊接这一环节中要对其进行仔细的考量，将焊接
后钢材可能会因冷却而导致收缩的状况考虑进去，而且其收缩程度一般都会大于
理论数值，要确保装配焊接之后的直径大小高于预期数值；由于升降的基础结构
是接合桩腿以及平台主体的重要结构，因此含有复杂的受力情况，在进行分段施
工时要对基础结构的尺寸和位置进行严格控制，要使基础结构对构件的平稳度进
行强化，降低合拢时构件变形产生的内应力，这样才能确保平台的基础结构能够
满足其使用强度。

3 桩腿结构形式以及精度的控制
桩腿结构是自升式钻井平台的关键部位，是由3个具有三角形状态的横截面
构成的桁架式部件，桩腿的构成要素包括齿条弦管、水平拉筋以及斜拉筋等。

桩
腿上含有的全部弦管都是水密结构，其试验压力值要与自升式钻井平台处于工作
深度极限时弦管承受的最高压力值相同，桩腿处于普通拖航状态下和处于环境恶
劣的拖航状态下的结构承受力要能够符合行业标准。

桩腿在实际建设工作中通常
能被划分为齿条和单片的预制阶段以及齿条接长、桩腿重组、桩腿合拢等多个阶段。

桩腿结构是自升式钻井平台中对精度控制要求最高的部件，在桩腿的整体构
建时必须对其精度进行严密的掌控，不同阶段有着不同的精度控制要点和误差范围。

4 上层建筑结构形式以及精度的控制
上层建筑处于自升式钻井平台的艏部，一般使用“V”型设计，并且被划分为5层，上层建筑的外部挡板通常使用压制波纹板来进行搭建，挡板的实际大小、形
状以及材料的种类依据施工合同书上的要求来进行选择，而且要对受力较大的部
位进行结构强化，使其能够符合使用需求和承受力的要求。

上层建筑的分段环节
使用的钢板通常较薄，而且钢板不具有高强度的结构，所以在进行焊接时会发生
严重的变形，因此，在上层结构的分段建造施工中一定要事前做好防止变形的加
固措施。

在合拢的位置要使用槽钢来对背梁进行强化处理，内部添加水平支撑和
斜支撑，这样能够防止其在运送、施工时发生变形。

此外，上层建筑分段环节的
精度规格和主体的分段精度规格一致。

结束语：
伴随着科技的不断发展，精度控制方法不断地创新，精度测量的质量不断得
到提高。

海上自升式钻井平台的建造进度标准较高，而且每台自动升降平台需要
花费高额的施工成本来建造，所以为了保证海上石油开采工作的顺利进行，确保
施工成本的有效使用，我们必须要严格控制自动升降平台的建造进度，使其结构
保持稳定。

在海上自升式钻井平台的建造中中使用先进的技术和管理方案，不仅
能够确保平台的施工质量，而且能够有效减少施工期限，提高我国海上作业的安
全性和经济性，并为其他的大规模设备的建造提供一定的施工经验。

参考文献：
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