自升式平台悬臂梁的耐磨板更换方法与流程

本发明涉及海洋工程建造领域，特别涉及一种自升式钻井平台悬臂梁的耐磨板更换方法。

背景技术：

自升式钻井平台的悬臂梁是布置在主船体的滑道上的，其中滑道上面设置有耐磨板，以减小悬臂梁在滑道上滑动时的摩擦阻力。悬臂梁在滑道上多次往复滑动以后，耐磨板会被磨损，使之越来越薄。耐磨板变薄之后，会使悬臂梁悬出部分发生较大的下垂，不仅使收回困难，而且钻井时会有安全隐患。因此，耐磨板磨损到一定程度之后必须进行更换。

但是在实际使用中，部分自升式钻井平台的耐磨板并没有考虑更换的问题，使得更换十分困难。

如由全球著名设计公司f&g设计的m2系列300呎自升式钻井平台，悬臂梁与主船体之间的最大间隙也只有76mm，并且耐磨板磨损后间隙更小。要想更换耐磨板，一种方法是把重约1400吨悬臂梁用千斤顶顶起来，而最薄的顶升能力100吨的千斤顶厚度也要86mm，150吨的要100mm。显然无法直接利用千斤顶顶升来更换耐磨板。另一种方法是把悬臂梁滑移到岸上，待耐磨板更换完成以后再滑移回去。这种方法需要对平台进行拔桩、压桩、移船、转船、压桩等一系列的工作，非常费事，且成本高昂。并且这种方案必须把平台拖到船厂或码头条件比较好的码头进行操作。不仅成本高，也会严重影响钻井作业。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明在于提供一种自升式平台悬臂梁的耐磨板更换方法，以解决现有技术中更换耐磨板难度大，费时费力等问题。

针对上述技术问题，本发明提出一种自升式平台悬臂梁的耐磨板更换方法，包括步骤：在主船体滑道的尾端设置多个千斤顶；滑移悬臂梁，使悬臂梁尾端置于千斤顶上方；利用千斤顶将悬臂梁尾端顶升，使悬臂梁与滑道上的耐磨板分离，并进行耐磨板的更换；撤销千斤顶，使悬臂梁尾端回复至主船体的滑道上，并使悬臂梁与更换后的耐磨板接触。

在优选方案中，在所述利用千斤顶将悬臂梁尾端顶升步骤中，使悬臂梁与悬臂梁尾部支撑脱离。

在优选方案中，在所述利用千斤顶将悬臂梁尾端顶升步骤中，保持悬臂梁与悬臂梁中部支撑为连接状态。

在优选方案中，在所述利用千斤顶将悬臂梁尾端顶升步骤中，悬臂梁尾端顶升的高度高于待更换耐磨板的上表面。

在优选方案中，还包括步骤：拆卸旧耐磨板之前，在旧耐磨板上钻孔，并切割出旧耐磨板与滑道两侧的导向板之间的间隙。

在优选方案中，还包括步骤：在拆卸旧耐磨板之前，割除滑道尾端的后挡块；在更换新耐磨板之后，在滑道尾端焊接新的后挡块。

在优选方案中，在所述利用千斤顶将悬臂梁顶升，并进行耐磨板的更换的步骤中，还包括：悬臂梁顶升之后，在耐磨板底座的前端设置垫板支架，以使悬臂梁保持顶升后的状态；撤销千斤顶；进行耐磨板的更换；再次利用千斤顶顶升悬臂梁尾端，并撤销垫板支架。

在优选方案中，在所述进行耐磨板的更换的步骤中，包括：沿悬臂梁尾端方向将旧耐磨板抽出，完成旧耐磨板的拆除；将新耐磨板对准滑道中部，从悬臂梁尾端塞入至悬臂梁下方。

在优选方案中，所述千斤顶行程下限低于悬臂梁的下边沿。

在优选方案中，所述千斤顶可拆卸地设在主船体滑道的尾部。

在优选方案中，所述千斤顶通过一支撑底座设置在主船体上，所述支撑底座与主船体固定连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明自升式平台悬臂梁的耐磨板更换方法，利用顶升小幅度时的悬臂梁弹性变形来使悬臂梁与耐磨板脱离，从而实现耐磨板的更换。发明自升式平台悬臂梁的耐磨板更换方法，由于不需要把悬臂梁从平台上整体滑移出来，所以不受厂地限制，且比将悬臂梁滑移到岸上更换耐磨板可节约资金80%以上。同时，既使在海上钻井作业区，仍然可以进行更换，灵活的强；使平台的有效作业时间大大增加，为用户大大节约了成本，且对平台的钻井作业影响可以由至少一个半月降低至三天以内，提高了效率。

附图说明

图1是本实施例自升式平台悬臂梁的耐磨板更换方法的流程图。

图2是本实施例悬臂梁初始或回复状态结构示意图。

图3是本实施例千斤顶设置位置的结构示意图。

图4是本实施例悬臂梁尾部支撑结构俯视图。

图5是本实施例悬臂梁尾部支撑结构侧视图。

图6是本实施例步骤s300中子步骤的流程图。

图7是本实施例步骤s300中另一子步骤的流程图。

图8是本实施例自升式平台悬臂梁的耐磨板更换方法的流程图。

附图标记说明如下：2、主船体；3、千斤顶；31、千斤顶行程下限；4、支撑底座；5、悬臂梁；51、悬臂梁尾端；52、悬臂梁的下边沿；53、悬臂梁重心；61、中部支撑；62、尾部支撑；63、首部支撑；7、导向板；8、耐磨板；91、前挡块；92、后挡块。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

本实施例中提到的尾端为悬臂梁向主船体外滑移的一端，相对一端为首端。在悬臂梁的下方，即主船体上，设有用于支撑悬臂梁的首部支撑、中部支撑和尾部支撑。

如图1至图5所示，本实施例的自升式平台悬臂梁的耐磨板更换方法，包括步骤：

步骤s100：在主船体2滑道的尾端设置两个千斤顶3。

具体地，该两个千斤顶3分别位于主船体2上两个滑道的尾端。千斤顶行程下限31低于悬臂梁的下边沿52，以充分利用千斤顶3的行程。

千斤顶3可拆卸地设在主船体2滑道的尾部。较优地，千斤顶3通过支撑底座4设置在主船体2上，支撑底座4与主船体2固定连接。

在实际使用中，每个滑道的尾端还可以设置两个或更多千斤顶以达到顶升悬臂梁5尾端的能力，此处不作限定。

步骤s200：滑移悬臂梁5，使悬臂梁尾端51置于千斤顶3上方。

较优地，悬臂梁5滑移的尺寸应使千斤顶3的气缸顶面能够全部与悬臂梁5的底面接触。

步骤s300：利用千斤顶3将悬臂梁尾端51顶升，使悬臂梁5与滑道上的耐磨板8分离，并进行耐磨板8的更换。

在该步骤中，利用千斤顶3将悬臂梁尾端51顶升并使悬臂梁5与悬臂梁尾部支撑62脱离，以方便拆除耐磨板8。

较优地，在利用千斤顶3将悬臂梁尾端51顶升步骤中，保持悬臂梁5与悬臂梁中部支撑61为连接状态，以保证操作的安全。同时，悬臂梁尾端51顶升的高度应高于待更换耐磨板8的上表面。

步骤s400：撤销千斤顶3，使悬臂梁尾端51回复至主船体2的滑道上，并使悬臂梁5与更换后的耐磨板8接触，完成耐磨板的更换。

考虑到耐磨板8在使用过程中，不仅会磨损，而且会产生塑性变形，并且会与滑道两侧的导向板7挤压在一起。本实施例耐磨板更换方法还包括步骤：拆卸旧耐磨板8之前，在旧耐磨板8上钻孔，并切割出旧耐磨板8与滑道两侧的导向板7之间的间隙。

该钻孔为拖拽孔，为拆卸耐磨板8时提供着力点；而切割旧耐磨板8能够在拆卸耐磨板8时，减小耐磨板8与导向板7之间的摩擦阻力。

在实际使用中，可以使用钢构等工具挂该钻孔对耐磨板8进行拖拽拆除，也可以同时用锤子、钢钎、电钻或其他工具对旧耐磨板8向尾部牵引。

结合图1、图2和图6，在步骤s300中的进行耐磨板的更换，包括步骤：

步骤s311，沿悬臂梁尾端51方向将旧耐磨板8抽出，完成旧耐磨板8的拆除。

步骤s312，将新耐磨板8对准滑道中部，从悬臂梁尾端51塞入至悬臂梁5下方。

结合图1至图5以及图7，在其他实施例中，在步骤s300中，还包括：

步骤s321，悬臂梁5顶升之后，在耐磨板底座的前端设置垫板支架（图中未示出），即垫板支架位于悬臂梁的下方，以使悬臂梁5保持顶升后的状态。这里所提的耐磨板底座为滑道。

步骤s322，撤销千斤顶3。

步骤s323，然后进行耐磨板8的更换。

步骤s324，再次利用千斤顶3顶升悬臂梁尾端51，并撤销垫板支架。

其中，垫板支架由若干块钢板组成，可根据现场的材料决定取材。

结合图4、图5和图8，在本实施例中，滑道的首端和尾端分别设有前挡块91和后挡块92，由于后挡块92限制了耐磨板8向尾部的移动，因此本方法还包括步骤：

步骤s10，在拆卸旧耐磨板8之前，割除滑道尾端的后挡块92，以避免拆除耐磨板8时，后挡板对其的干涉。

步骤s20，在更换新耐磨板8之后，在滑道尾端焊接新的后挡块92，以止挡新耐磨板8向悬臂梁尾部方向移动。

在本实施例中，完成耐磨板8的更换之后，支撑底座4仍然留在主船体2上，并做好油漆防护，以便下次更换耐磨板时再次利用，节省了成本。

本实施例的自升式平台悬臂梁的耐磨板更换方法中，选取具有什么样起重能力的千斤顶着实重要。首先，查找悬臂梁5的重量重心、支撑点位置，依据杠杆原理确定千斤顶3的起重能力。如图2所示，需要更换耐磨板8的位置在悬臂梁尾部支撑62处。当悬臂梁5滑移到千斤顶3的上方，进行小幅度提升时，由于弹性变形，杠杆的另一支撑点在中部支撑61上；如果提升幅度进一步增大，悬臂梁中部支撑61的压力会逐步缩小，至到消失，这时的支撑点在首部支撑63上，对悬臂梁5的结构强度、千斤顶3以及支撑底座4都存在安全隐患。因此，在顶升时必须限制千斤顶3的顶升幅度并实时观测中部支撑61与悬臂梁5的接触情况。为了确保安全，在顶升前进行模拟计算，以计算其变形量。

接下来，结合图2至图5，以一300呎自升式钻井平台悬臂梁的耐磨板更换为例，说明具体的实施方法和操作步骤：

第一步，通过查找悬臂梁的重量重心、支撑点位置，依据杠杆原理确定千斤顶的起重能力并选定合适的千斤顶。

本例中的300呎自升式钻井平台的悬臂梁重1395吨，悬臂梁重心53在纵向位于离悬臂梁尾部10.37米的位置，横向重心位于悬臂梁中向左舷偏0.717米的位置。需要更换的耐磨板在主船体的尾部，放置在悬臂梁尾部支撑62内。本例中顶升约30-50mm即可将耐磨板8取出进行更换。

以悬臂梁5向尾部滑移出600mm作为千斤顶3的支撑部分，该支撑点的中心距离悬臂梁尾端300mm处。当悬臂梁5滑移到千斤顶3的上方，进行小幅度提升时，由于弹性变形，杠杆的另一支撑点在悬臂梁中部支撑61上。悬臂梁中部支撑61距离悬臂梁重心53为5179mm，而千斤顶3的支撑点距离悬臂梁中部支撑61为15250mm。根据杠杆原理，可以计算出千斤顶3需要的总的最小顶升力为474吨。由于悬臂梁5分为左右两根梁，且左右的重心在距离中心向左偏0.717m的位置。从左舷悬臂梁中心到悬臂梁的重心距离8432mm，右舷悬臂梁的中心到悬臂梁重心53的距离是9857mm。同样，根据杠杆原理，可以计算出左舷需要的最小顶升力为256吨，右舷需要的最小顶升力为218吨。因此，可以选取顶升能力为300吨的千斤顶。

若使用300吨的千斤顶顶升悬臂梁的高度未能达到更换耐磨板的高度，即顶上高度为到耐磨板8的上沿，需进一步通过计算来选取顶升能力更强的千斤顶。对悬臂梁尾端51的提升幅度进一步增大，此时，悬臂梁中部支撑61的压力会逐步缩小，至到消失，这时的支撑点在悬臂梁首部支撑63上，千斤顶中心距离悬臂梁首部支撑63为24975mm，悬臂梁重心53距离悬臂梁首部支撑63的距离为14905mm。同理，可以计算出左舷需要的最小顶升力为449吨，右舷需要的最小顶升力为384吨。从而确定选取顶升能力为500吨的千斤顶，实际操作时，也可以选取两台总起重能力不低于500吨的千斤顶，如两台400吨的千斤顶。

第二步：在主船体滑道的尾端设置支撑底座4，并在该支撑底座4上置千斤顶3。根据设计计算，每个支撑底座4重约350kg。

第三步：在露出的旧耐磨板8上钻孔，并且切割出旧耐磨板8与导向板7之间的间隙。

第四步：滑移悬臂梁5并且使其悬出600mm。

第五步：割除耐磨板8的后挡块92。

第六步：利用千斤顶3顶升悬臂梁尾端51约30mm-50mm。使悬臂梁5底面略高于需要更换的新耐磨板8的设计上表面。顶升时必须在悬臂梁中部支撑61和悬臂梁首部支撑63处安排专人看守，确保悬臂梁与悬臂梁中部支撑61保持接触，以保证操作的安全。

第七步：在耐磨板底座的前端加垫板支架。

以便于撤消千斤顶3后悬臂梁底部仍然略高于需要更换的耐磨板8的上表面。

第八步：撤消千斤顶3。

第九步：拆除已经磨损的旧耐磨板8。

第十步：放置新耐磨板8。

第十一步：再次利用千斤顶3顶升悬臂梁5，并撤消第七步放置的垫板支架。

第十二步：撤消千斤顶3。

第十三步：焊接新的后挡块92。

至此，整个耐磨板8的更换全部完成。

在整个更换耐磨板的过程中，只用到千斤顶两件，可以由船厂自有或者租用，成本非常低。而支撑底座的材料由船厂的边脚料切割并焊接而成，整个成本只有几千元。相对于租用拖轮移平台，把悬臂梁滑移到岸上几十万的方案，大大节约了成本。

本发明自升式平台悬臂梁的耐磨板更换方法，利用顶升小幅度时的悬臂梁弹性变形来使悬臂梁尾部支撑端与悬臂梁脱离，从而实现耐磨板的更换。

发明自升式平台悬臂梁的耐磨板更换方法，由于不需要把悬臂梁从平台上整体滑移出来，所以不受厂地限制，且比将悬臂梁滑移到岸上更换耐磨板可节约资金80%以上。同时，既使在海上钻井作业区，仍然可以进行更换，灵活的强；使平台的有效作业时间大大增加，为用户大大节约了成本，且对平台的钻井作业影响可以由至少一个半月降低至三天以内，提高了效率。

虽然已参照以上典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。