海洋工程项目四2

项目四海洋平台建造方案选择与分段划分特点2、典型海洋平台分段划分特点及划分方法概述

同常规船舶设计一样，当平台技术设计进行到一定阶段，平台的基本结构图纸已经完成，平台总装方案已经确定之后，就应进行平台各部分的分段划分，绘制分段划分图。并依此为据进行平台生产设计，以便提供生产用的工作图（有的称为加工图）和管理表。由于海洋钻井平台的主要部分（平台、沉垫等）类似于驳船，并且其结构都能满足相应规范，因此船体分段划分的一些主要原则均适用于海洋平台。但是，海洋平台与常规船舶并不完全相同，因而在分段划分上也有某些独特之处。一、导管架平台的分段划分特点

1）由于平台导管架的三大部分（导管架、导管帽和平台模块）一般都是在陆上分别预制完毕，然后拖到海上进行安装就位的，因此这三大部分之间的划分总是利用其自然接头作为划分位置的；2）平台组块本身也要划分为很多分段，经过分段预制后再合拢为整个平台组块或若干大型立柱总段，最后在海上进行总装。其分段划分原则与其他类型的海洋钻井船的平台部分的划分原则相同，基本上遵循常规船体的分段划分原则；3）导管架和导管架帽这两大部分无论采用分片法建造还是采用分段建造法，其划分原则基本上都是利用天然接缝，以片为段。如果采用分片法建造，则在完成各片（即平面分段）装焊的基础上直接将各片翻转竖立，再将各片之间的拉筋管装好、焊好即可。如果采用分段法建造，同样要先完成各片的预制，然后将两片之间的拉筋管焊好，从而形成单体（分段），最后将若干造好的单体吊运到总装场地进行总装。因此，单片（即平面分段）就是导管架和导管的导管架，即可分为A、B、C、D单片，也可分为1、2、3、4单片，如果起重能力不够，甚至上述每个单片还可进一步分小。具体如何划分，要看制造厂的具体条件。一般而言，只要起重能力和预制场地允许，单片划分得大一些，这样可以增加地面工作量，减少高空作业。4）为了确保导管的结构强度和质量，在平台的建造规范中对焊缝的相对位置作了许多规定，见图6-1，其中不少与分段接缝位置的布置有关，如任意相邻焊缝的最小间距应在76mm以上等。二、自升式钻井平台的分段划分特点自升式钻井平台主要由平台壳体、沉垫（或桩靴）和桩腿三大部分组成，每个部分都有其本身的特点，在分段划分时应考虑这些特点，以便划分得比较合理。

1、平台壳体的分段划分特点

根据自升式平台特点，自升式钻井船的平台壳体多采用平面分段上船台进行大合拢，也就是说，平台壳体的划分，应以平面分段为其主要形式，其原因如下：1）由于自升式钻井船的平台是一长宽相近的结构物，其平面图形又往往是三角形或梯形，不便象船舶那样将其分为若干环形总段或立体分段，不便于得到整齐的立体分段切口2）平台的舱内设备（如发电机组、泥浆泵、大型硅整流装置等）都应经单元组装后才进舱装在下甲板上，上面再盖一层主甲板就完成了封闭工作，但设备安装处上甲板一般均不开口，因此只能先使设备单元进舱后再封甲板。因此，只有采用平面分段式的甲板结构最为方便：3）若以环形立体分段上船台，必须经过二次组装，且在吊装上甲板以前必须安装相应的设备单元，而这些设备在尺度、重量方面一般比较大，与壳体环形段组合成一个两面开口或三面开口的立柱段后不论从重量方面或从结构刚性方面考虑均不合适；4）由于平台长宽方向的尺寸大致相近，采用平面分段上船台有利于向多个方向同时进行装配焊接施工，从而壳扩大施工面，缩短平台建造周期；5）由于平台壳体基本没有曲度，因此各分段大都可在赔分段流水线或平面工位建造。据资料介绍，国内某厂建造一艘40m工作水深的自升式钻井船，工划出107个平面分段，总重约1470t，平面分段制造的工作量约占工作平台分段制造总工作量的87%。因此，将平台壳体划分为较多的平面分段，不仅能提高平面分段流水线的利用率，更为重要的是可以提高生产效率，缩短分段制造周期。2、沉垫划分时应考虑的若干因素

由于自升式钻井平台沉垫的宽度尺寸一般都比较大，不易在常规纵斜船台（船坞）上合拢下水，因此通常的做法是将沉垫分为几个大型总段来预制，下水后在水上总装成整个沉垫。在进行总段划分时，主要应考虑以下原则：1）沉垫由许多纵横隔舱将其分为永久浮力舱和灌注舱，其中还有许多纵横构件，在划分时应考虑结构的可分割性，充分利用各种天然焊缝，尽可能少破坏主要结构之连续性；2）在进行自升式平台沉垫的分段划分时，应注意保持柱腿区的完整性，不宜在柱腿区分割。因为自升式平台柱腿是焊在沉垫上的，而在平台升降过程中，柱腿根部受力很大，为了保证该部分强度，分段大接缝不应布置在这个区域；3）应考虑水上合拢的工艺性能。例如，在各总段下水前，应考虑各总段的密封问题，因此划分得总段开口边应越少越好；又如，总段在水上对接以前应将其调平，而这种调节基本是靠压载水来实现的，故在考虑分段划分方案时，必须考虑能使各总段调到同一水平位置；在进行水上对接之前，接头区域要进行密封。因此，在进行分段划分时要考虑便于安装水上焊接用的水密槽等，如果接头区域要镶嵌补板，则接头位置还必须有利于补板的装配焊接等等。3、自升式钻井平台桩腿的划分特点

在进行自升式钻井平台柱腿的分段划分时，除考虑起重量、制造方便、材料规格等因素外，还必须考虑以下特殊问题：1）无论是桁架式柱腿还是圆柱形柱腿，只要是由齿条传动进行平台升降的，柱腿环形接缝一般应布置在齿根部位（图7-22“B”）。因为焊缝布置在齿根部位，焊接工作量最小，焊接引起之热变形也最小。另外，焊缝布置在齿根区，修整精度稍差一点也不至于对平台的升降有很大影响。2）对于桁架式桩腿而言，无论其横剖面形状是正方形或正三角形，其分段形式一般均采用V型（对正三角形）和形（对正方形）采用V型（对正三角形和对正方形），其分段焊缝位置一般均设在水平桁撑之圆盘板和水平斜撑之方头这两种自然接头处（图7-6）。这样划分，主要是为了利用齿条合体之面板作为分段装配的基面（图7-18），便于较少齿条在装焊过程中产生的变形，保证齿条和柱腿之制造精度。至于分段接缝设在圆盘板和方头之处，主要是为了较少装焊工作量（此处系自然接头），同时分段接缝设在两处也有利于柱腿环形段的合拢；

3）布置桁架式柱腿环形接缝时，除应考虑（1）中指出的问题外，还应考虑便于V型分段装配和柱腿环形总段的对接。从这个角度出发，环形大接缝最好设在某一K形管架之水平管和一K形管架之斜管之间（图7-6），而不要设在同一K形管架之水平管和斜管之间。因为若将环形大接缝设在同一K形管架之水平管和斜管之间，则各V形分段端部之人字管架只有水平管与齿柱组合体相连，因而增加了V形分段安装。定位的难度，对伸出齿柱组合体外的斜管还要进行临时支撑；同时，进行柱腿环形总段的对接时，不仅要进行齿柱组合体的对接，而且要进行上一段端部K形管架的斜管与下一段齿柱组合体间的装配焊接，显然增加了环形总段的对接工作量和难度，同时也不利于控制最终的焊接变形。三、半潜式平台的分段划分特点

半潜式平台的分段划分，往往与其总装方案有很大的关联。总装方案不同，其分段划分方案差异往往较大。但也有某些共同之处，现归纳如下:1）同自升式钻井船的平台部分一样，半潜式钻井船平台部分往往也是以平面分段为主来进行分段划分的；2）半潜式钻井船的沉垫因其高度和宽度尺寸往往不是特别大，而其内部纵横舱壁又往往较多（因要将沉垫分隔为许多泵舱、泥浆舱、压载水藏等），因而便于形成环形总段，故沉垫往往划分为若干总段或半立体段（讲一个总段在纵舱壁近一分为二），当然在建造时往往还要将各总段进一步划分为许多平面分段（图8-18），然后经过二次组装成总段半立体段，以便改善施工条件，扩大施工面，提高平面分段流水线的利用率。由于立柱结构一般都下伸到沉垫的内底板焊缝，因此在进行沉垫分段划分时应注意保持立柱所在部位的完整性。也就是说，要将立柱下段附近之沉垫结构划成一个完整的立体段，事先预制好，然后再与其他段在船台上进行合拢，这样也可改善施工条件，也能保证立柱地段之装焊质量。3）立柱一般划分为若干环形段，预制合格后再与沉垫、平台进行总装，其长度随起重能力、材料规格、总装方案、预制方法等因素而变。立柱最下面一段一般均带在沉垫上，其上缝线距沉垫甲板的高度一般在500mm左右，见图6-2.若采用浮力顶升法进行总装，则在进行立柱划分时应先计算每次之顶升高度，使每个环形总段的长度与每次的顶升高度保持一致。

立柱分段以采用阶梯型接头为好，其环形大接缝置于环形水平桁以上（浮力顶升法）或以下（其他方法）200mm左右为宜，见图6-3.这样划分外伸之作为立柱筒体对接之内靠马，而离接头200mm左右之水平桁又起到了限位挡块的作用。