一种用于钻井主张力补偿器地面负荷试验的方法与流程

本发明涉及海洋工程技术领域，更具体地说，涉及一种适用于具有钻、采井功能的海洋工程产品的主张力补偿器负荷试验方法。

背景技术：

具有钻井、采井功能的海洋工程产品，例如自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船等，其上安装有辅助钻、采井作业的主张力补偿器。常规情况下井架系统和张力补偿器在所建造产品上安装结束后，船东会要求模拟实际作业工况对主张力补偿器的实际作业性能进行试验，用以验证安装后主张力补偿器能否满足设计要求。

常规的试验方法是：以自升式钻井平台为例，主张力补偿器通常设置在井口附近，试验时利用悬臂梁滑移外伸后，在主张力补偿器上设置专用连接工装，与水面驳船上加载工装相连接，然后通过张力补偿器上的液压缸顶升将加载工装顶起脱离驳船，从而验证主张力补偿器的使用有效性。这种试验方法在自升式钻井平台应用较多，由于自升式钻井平台的悬臂梁和钻台可外伸出主船体，加载的试验工装重量可以直接置于主张力补偿器下方的驳船上，试验较为方便。

但对于钻井船而言，由于其上的井架是固定结构，处于船体或平台的中间，井口下方为四周封闭的通海口，所以主张力补偿器试验时所需用加载负荷无法置于井架下方，这样就无法使用直接提升工装重量的方法进行主张力补偿器的负荷试验。半潜平台相对钻井船完成主张力补偿器负荷试验的外界条件稍好，可选择在水下阶段完成，加载工装可放置驳船上从浮体中间一侧驳运至井架下方完成，由于是在水下作业，因此对试验时机选择、安全防范、操作精度等具有很高要求。首先试验时机只能选择水下阶段完成增加水下调试工作量，水下影响安全因素诸如风、浪、流等气象海况外界制约条件比较多，另外水下作业在操作精度上不如陆地或坞内精准。

技术实现要素：

本发明解决了钻井船无法使用直接提升工装的方法及半潜平台主张力补偿器水下负荷试验受制约因素过多的问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种采用封闭固定式工装在陆地上进行加载，通过传感器读数确定加载负荷值的试验方法。具体说，一种用于钻井主张力补偿器地面负荷试验的方法，包括如下步骤：

s1、位于主张力补偿器的下部设置底座部分；

s2、位于主张力补偿器的各个油顶上部设置测力传感器；

s3、各个所述测力传感器的上表面通过调整垫片贴合放置了一个上盖板部分；

s4、所述上盖板部分的中部设计有上部固定杆；所述底座部分的中部设置有下部固定杆；所述上部固定杆和所述下部固定杆之间通过法兰在同一竖向上连接；

s5、通过液压油注入口给张力补偿器油顶注油，使得所述主张力补偿器的油顶均匀顶升；

s6、测力传感器达到测定值后保持一段时间，直至完成负荷试验。

本发明的优点：本发明将常规的挂载重物试验方法转变为通过顶升后通过测力传感器读数来达到试验目的的一种新试验方法，可以节省大量试验材料和所需试验空间。可以在陆地上实施，减少水下试验时外界条件如潮汐、配绳、平台压载等安全因素制约，试验时机灵活安全可靠。可以满足自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船的主张力补偿器负荷试验，应用范围广。采用测力传感器读数确定负荷值，可以保证试验精准度。

附图说明

图1是钻井用主张力补偿器地面负荷实验装置与主张力补偿器装配的正视平面示意图。

图2是钻井用主张力补偿器地面负荷实验装置与主张力补偿器装配后进行实验时的立体示意图。

图3是钻井用主张力补偿器地面负荷实验装置底座部分的正视平面示意图。

图4是钻井用主张力补偿器地面负荷实验装置底座部分与张力补偿器装配的正视平面示意图。

图5是钻井用主张力补偿器地面负荷实验装置底座部分与张力补偿器装配后在张力补偿器上安装测力传感器的示意图。

其中：1、底座部分；2、紧固螺栓；3、上盖板部分；4、调整垫片；5、法兰；6、液压油注入口；7、主张力补偿器；8、测力传感器。

具体实施方式

如图1～5所示，本发明中钻井用主张力补偿器地面负荷实验装置分为底座部分1和上盖板部分3。

本发明的安装及实验方法：

钻井用主张力补偿器地面负荷实验装置需根据主张力补偿器7外形尺寸及试验负荷试验数值等条件特定制作，本发明的底座部分和上盖板部分的中间法兰5部位采用紧固螺栓2连接。如图3、图5所示，试验前在专用场地上先固定本发明的底座部分，保证试验期间不产生位移等影响安全的因素。将主张力补偿器放置于固定好的底座部分上，在主张力补偿器每个液压缸上设置测力传感器8，然后，盖上上盖板部分3并适当在测力传感器与上盖板部分的接触面添加调整垫片4以保持水平安装，紧固上盖板部分和底座部分中间的连接螺栓，如图4所示。

试验时通过底座部分上预留的液压油注入口6逐渐加注液压油，使油顶缓慢顶起直至顶到封盖工装顶部，作用力的数据会通过测力传感器显示出来，显示数据之和相加后达到设计要求后，按规定保持一段时间来判断是否满足设计要求，如图2所示。

本发明主张力补偿器地面负荷试验装置是一种采用螺栓连接的可封闭式工装结构。试验时将主张力补偿器置于工装内部，工装通过螺栓连接紧固后形成封闭空间，在主张力补偿器的油顶端部和工装顶部之间设置传感器，通过油顶液压缸顶升后传感器测数达到满足试验要求的载荷数，从而实现完成试验的目的。本发明为对具有钻、采井功能的海洋工程产品的主张力补偿器试验提供了一种新的试验方法，与同类技术相比，具有如下优点：试验应用范围广、试验安全可控、试验时机灵活、试验程序简单、试验精度高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于钻井主张力补偿器地面负荷试验的方法，包括如下步骤：S1、位于主张力补偿器(7)的下部设置底座部分(1)；S2、位于主张力补偿器(7)的各个油顶上部设置测力传感器(8)；S3、各个所述测力传感器(8)的上表面通过调整垫片(4)贴合放置了一个上盖板部分(3)；S4、所述上盖板部分(3)的中部设计有上部固定杆；所述底座部分(1)的中部设置有下部固定杆；所述上部固定杆和所述下部固定杆之间通过法兰(5)在同一竖向上连接；S5、通过液压油注入口(6)给主张力补偿器(7)的各个油顶注油，使得所述主张力补偿器(7)的油顶均匀顶升；S6、测力传感器(8)达到测定值后保持一段时间，直至完成负荷试验。本发明优点在于，试验应用范围广、试验安全可控、试验时机灵活、试验程序简单、试验精度高。

技术研发人员：鲁宁;黄天颖;董利民;刘佳;张桂萍
受保护的技术使用者：大连船舶重工集团有限公司
技术研发日：2017.05.31
技术公布日：2017.08.11