海洋钻井船的井架及其对中安装方法与流程

本发明涉及一种井架，特别涉及一种海洋钻井船的井架及其对中安装方法。

背景技术：

井架是海洋钻井船作为油气开采作业过程中不可或缺的设备，用于安放天车，悬挂游吊设备，进行起下钻具，排放立根、套管，处理井下事故、测井、试油试采等作业，是钻机的主要承载结构件。

海洋井架多为瓶颈式结构塔形井架，井架体是一个横截面为正方形的可拆卸、螺栓连接封闭式钢结构，重量为数百吨。井架体由四根立柱和若干横斜腹杆经高强度螺栓连成一整体。它承载能力大，整体稳定性好，适用于海上复杂工况下工作。考虑到海洋钻井包的成本及风险，保证井架的安装精度，保证井架内部设备的连续作业，可以节省大量的作业成本。

目前井架对中安装时一般用水平仪来测量，海洋钻井船只能在岸边进行安装井架，用于测量相对于水平位置的倾斜角而不能准确得出井架中心和船的中心的偏差度，造成井架的对中安装精度有限。同时，调平方法主要是垫片组法，井架底脚配备四个液压千斤顶，供井架安装后找正。而垫片组的厚度范围包括3mm、4mm、6mm、10mm、14mm。在井架和船相连接时，通过垫片调整对中，为了使井架中心和船的中心偏差在+/-10mm之内，从而满足钻井设备作业时的精度要求。但是该方法有几点不足：第一，最薄的垫片只能做到3mm，垫片尺寸为800mm*400mm左右，过薄的垫片不易安装，易弯折损坏；第二，调节精度有限，最终很难满足井架中心和船中心偏差在+/-10mm之内；第三，井架作为超大型结构件，其尺寸通常为10m*10m以上，其四个底角很难保证在一个水平面内，通常会出现两脚或三脚着地，另外的脚和钻台面存在楔形的空隙；第四，安装调整对中时间较长。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中海洋钻井船的井架安装精度较低、安装时间长等缺陷，提供一种海洋钻井船的井架及其对中安装方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种海洋钻井船的井架对中安装方法，其包括以下步骤：

s1、使用全站仪，以所述海洋钻井船的转盘为基础面来加工制作底座，将所述底座连接于所述海洋钻井船；

s2、将千斤顶放置于所述底座的内部，所述千斤顶的活动端穿过于所述底座；

s3、通过浮吊将架体吊移到所述底座的上方，通过所述千斤顶来调校，直到所述架体能够固定连接于所述底座；

s4、使用所述全站仪检查天车井眼中心线与所述转盘井眼中心线的对中情况，并通过所述千斤顶来调校，使得所述天车井眼中心线与所述转盘井眼中心线的中心偏差在x和y方向在+/-10mm之内，保证所述海洋钻井船的井架中心偏差在x和y方向在+/-10mm之内，分别记录所述架体和所述底座之间的不同点之间的间距；

s5、使用所述全站仪在不同时间进行多次检查，根据所述架体和所述底座之间的间隙不同，分别记录不同点之间的间距；

s6、根据测得数据加工制作斜垫板；

s7、通过所述千斤顶的调整，将所述斜垫板放置在所述架体和所述底座之间，将所述架体、所述斜垫板和所述底座均固定连接，井架对中安装完毕。

在本方案中，通过使用所述全站仪，确定所述底座的加工精度，保证所述底座的高度差在+/-1mm之内且平面度小于0.1mm，为所述井架安装做好准备工作，有助提高所述井架的对中安装精度。

同时，通过使用所述全站仪，保证所述海洋钻井船与所述井架之间的中 心偏差在+/-10mm之内，保证了所述井架的安装精度。

另外，测量所述架体和所述底座之间的间距数据，一次性加工并安装所述斜垫板，提高所述井架对中安装的效率。同时，所述斜垫板的精度可以控制在+/-0.1mm之内，保证了所述井架的安装精度。

较佳地，所述步骤s3中，所述浮吊的吊钩上设有钢丝绳，所述钢丝绳的端部设有卸扣，所述卸扣与所述架体的吊攀相连接，然后所述浮吊将所述架体吊起。

在本方案中，将所述架体整体吊装上所述底座，减少了所述浮吊吊装次数，节省了建造周期和建造成本。同时，保证吊移过程的安全性。

较佳地，所述步骤s4中，用临时钢垫块设置于所述架体和所述底座之间。

在本方案中，保证所述井架整体的稳定性，也保证在后续的测量数据的准确性，保证所述井架的安装精度。

较佳地，所述步骤s3中，所述架体通过螺栓固定连接于所述底座；

所述步骤s7中，所述架体、所述斜垫板和所述底座均通过螺栓固定连接。

在本方案中，采用上述结构形式，通过螺栓连成一体，增加所述井架的承载能力和整体的稳定性。

较佳地，所述步骤s1中，所述底座通过焊接固定连接于所述海洋钻井船。

在本方案中，采用上述结构形式，加强所述井架的稳定性。

一种采用如上所述的井架对中安装方法制得的井架，其包括有架体、四个底座、若干个斜垫板，所述架体的底部设有四根立柱、四个第一面板，所述第一面板固定连接于所述立柱的下方，所述第一面板设有若干个第一通孔，所述斜垫板设置于所述架体和所述底座之间，所述底座设有第二面板、八个肘板，所述肘板固接于所述第二面板的底面，所述第二面板设有若干个第二通孔，所述斜垫板设有若干个第三通孔，所述第三通孔、所述第一通孔、所 述第二通孔均通过螺栓固定连接。

在本方案中，采用上述结构形式，所述井架结构简单且紧固牢，承载能力大且稳定性更好。

同时，装卸更换方便，缩短建造周期和成本。

另外，所述斜垫板保证四根所述立柱处于同一水平面，提高所述井架的结构稳定性，

较佳地，所述斜垫板的一端设有定位槽口。

在本方案中，采用上述结构形式，方便定位安装固定。

较佳地，所述第二面板的中部设有穿孔。

在本方案中，采用上述结构形式，所述穿孔用于通过千斤顶顶起架体进行装卸。

较佳地，每两个所述肘板固定连接于所述第二面板的一边，所述穿孔的下方设有空腔。

在本方案中，采用上述结构形式，所述底座的结构受力均匀，保证所述底座的结构稳定性，可延长使用寿命。

同时，所述空腔用于放置所述千斤顶，且节约材料成本。

较佳地，所述螺栓为m64螺栓。

在本方案中，采用上述结构形式，通过高强度螺栓连成一整体。增强所述井架的承载能力和稳定性。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的海洋钻井船的井架及其对中安装方法，通过使用全站仪，保证井架的安装精度；一次性加工并安装斜垫板，提高井架对中安装的效率和精度。同时，井架装卸更换方便，减少建造周期和成本，并提高井架的结构稳定性。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的井架对中安装方法的流程图。

图2为本发明较佳实施例的井架的结构示意图。

图3为本发明较佳实施例的底座的结构示意图。

图4为本发明较佳实施例的斜垫板的结构示意图。

附图标记说明：

架体1

立柱11

底座2

第二面板21

肘板22

第二通孔23

穿孔24

斜垫板3

第三通孔31

定位槽口32

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1、图2和图4所示，本发明的一种海洋钻井船的井架对中安装方法，其包括以下步骤：

步骤101、使用全站仪，以海洋钻井船的转盘为基础面来加工制作底座2，将底座2连接于海洋钻井船。

较佳地，使用铣床现场加工底座2，保证底座2的高度差在+/-1mm之内，且平面度小于0.1mm，有助提高井架的对中安装精度。另外，底座2通过焊接固定连接于海洋钻井船，加强井架的稳定性。

步骤102、将千斤顶放置于底座2的内部，千斤顶的活动端穿过于底座2，千斤顶用于顶起架体1。

步骤103、通过浮吊将架体1吊移到底座2的上方，通过千斤顶来调校，直到架体1能够固定连接于底座2。

较佳地，浮吊的吊钩上设有钢丝绳，钢丝绳的端部设有卸扣，卸扣与架体1的吊攀相连接，然后浮吊将架体1吊起并转移到底座2的上方。一次性完成吊装，节省了建造周期和建造成本。同时，通过上述结构保证吊移过程的安全性。

另外，可通过插入导向销，引导架体1与底座2能够快速且准确对正；若有误差，可通过千斤顶来调校，直到架体1能够通过m64螺栓固定连接于底座2，加强井架的结构稳定性。

步骤104、使用全站仪检查天车井眼中心线与转盘井眼中心线的对中情况，通过千斤顶来调校，使得天车井眼中心线与转盘井眼中心线的中心偏差在x和y方向在+/-10mm之内，从而保证海洋钻井船的井架中心偏差在x和y方向在+/-10mm之内，分别记录架体1和底座2之间的不同点之间的间距。

较佳地，架体1和底座2之间的间距可设置于临时钢垫块，保证井架整体的稳定性，也保证在后续的测量数据的准确性，有助保证井架的安装精度。

步骤105、使用全站仪在不同时间进行多次检查，根据架体1和底座2之间的间隙不同，分别记录不同点之间的间距。

较佳地，使用全站仪尽量在上午或下午固定时间进行，避免温度变化对于记录的数据产生影响，保证安装井架的精度。

步骤106、根据测得数据加工制作斜垫板3。

因为斜垫板3根据现场尺寸测得，其加工精度可以控制在+/-0.1mm之内，同时，斜垫板3属于订制且加工完成后可以一次性安装紧固，提高井架对中安装的效率且保证安装精度。

步骤107、通过千斤顶的调整，将斜垫板3放置在架体1和底座2之间，将架体1、斜垫板3和底座2均固定连接，井架对中安装完毕。

较佳地，将架体1、斜垫板3和底座2均通过m64螺栓固定连接，保证井架的承载能力和整体的稳定性。

海洋钻井船的井架在对中安装之前的准备工作：

需要准备的构件有导向销、浮吊、卸扣、钢丝绳、m64螺栓、扭矩扳手、游标卡尺、塞尺、深度尺、临时钢垫块、铜锤、全站仪等。

海洋钻井船的井架在对中安装时的操作条件：

(1)井架无钩载；

(2)风速小于16m/s。

如图2和图3所示，采用上述的井架对中安装方法制得的井架，该井架包括有架体1、四个底座2，底座2设有第二面板21、八个肘板22，肘板22固接于第二面板21的底面，且每两个肘板22固定连接于第二面板21的一边，保证底座2受力均匀，使得底座2保持结构的稳定性，延长使用寿命。

第二面板21的中部设有穿孔24，穿孔24的下方设有空腔(图中未示出)。在保证底座2结构强度的同时，空腔可节约材料成本，且形成的空间用于放置千斤顶，千斤顶的活动端可穿过于穿孔24，使得千斤顶用于顶起架体1。

如图4所示，井架还包括有若干个斜垫板3，斜垫板3设置于架体1和底座2之间，斜垫板3的一端设有定位槽口32，在安装时，千斤顶用于顶起架体1将斜垫板3放置其中，定位槽口32会抵靠住千斤顶而起定位作用，方便安装。

架体1的底部设有四根立柱11、四个第一面板，第一面板固定连接于立柱11的下方，第一面板设有若干个第一通孔，第二面板21设有若干个第二 通孔23，斜垫板3设有若干个第三通孔31，第三通孔31、第一通孔、第二通孔23均通过m64螺栓固定连接。通过高强度螺栓连成一整体，增强井架的承载能力和稳定性。较佳地，架体1和底座2之间设有两个斜垫板3，分别设置于左右两端，使得斜垫板3能保证四个立柱11处于同一水平面且能够均匀受力，提高井架的结构稳定性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。