灰橇的裝配工藝的製作方法

2023-06-07 15:57:51 2

專利名稱：灰橇的裝配工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及灰橇，尤其涉及一種海洋石油鑽井船灰橇的裝配工藝，屬於海洋石油 工程領域。
背景技術：
灰橇是一種用於在陸地和海洋石油勘探開發過程中，為滿足固井及完井的需要， 需配備水泥，泥漿配置、加重用的土粉及重晶石散料等固井完井用材料的混合和儲存的裝 置。通過專用機械裝置與灰橇連接，將其中的各種泥漿、重晶石等混合物輸送到井壁，讓其 固化，從而達到固井的目的。目前，海洋石油鑽井船常用的灰橇，包括筒體，筒體的上部為橢圓形上封頭，下部 多為錐形下封頭(部分灰橇下部為橢圓形下封頭，或橢圓形下封頭與錐形體的組合)，支腿 多為圓柱形支腿結構，三條支腿成120度均布，上部與錐形封頭直邊處相連接，用於支撐筒 體。由於受平臺或船艙空間及設計容積的限制，一般都具有筒體直徑大，筒體長度短，壁厚 較薄等結構特點。現有的灰橇裝配工藝主要採用以下兩種一種是臥式裝配法，另一種是立式裝配 法。臥式裝配法的主要步驟是(1)在筒體板材分瓣卷制完成後，在轉胎上完成筒體組對焊接；(2)焊接完成後，在輥床上進行調圓，然後，再回到轉胎上進行筒體與橢圓封頭組 對和筒體與錐形封頭組對焊接；(3)接著進行容器的開孔劃線和接管法蘭的安裝工作；(4)最後，再進行支腿的安裝焊接工作；(5)支腿安裝完成後，將容器翻身立直，安裝橢圓封頭和錐形封頭上的梯子、欄杆、 扶手、吊點等附件。上述臥式裝配法存在的主要問題是1、由於筒體直徑大，且厚度薄，使用轉胎造成橢圓度大，不易調整；2、封頭組對難度大，尤其是錐形封頭與筒體組對工作，由於封頭的高度大於筒體 長度，設備的重心偏離筒體中心遠，因此必須使用三組轉胎，且錐形封頭一端的轉胎必須加 高，以保證整個筒體的中心線處於水平位置；3、設備翻身工作量大，且翻身困難；4、橢圓封頭上部的欄杆扶手等需要翻身之後再安裝，架子搭設工作量大。立式裝配法的主要步驟是(1)筒體分瓣卷制完成後，在工作平臺上進行合攏、組對焊接、調圓；(2)依次立式進行筒體與上部橢圓封頭組對焊接、筒體與下部錐形封頭組對焊接、 支腿安裝焊接；(3)進行承重系統支撐安裝、容器劃線開孔、接管法蘭與筒體組焊；
(4)安裝梯子、護欄、接管、欄杆、扶手等附件。立式裝配法存在的主要問題是1、封頭上的接管法蘭、欄杆扶手等附件在容器筒體整體組對完成後，再進行安裝， 高空作業多，架子搭設工作量大；2、接管法蘭在與筒體焊接後，背面需要清根，設備內部需要搭設架子，且屬於限制 空間作業，工作量和勞動強度大。3、吊車資源使用頻繁，交叉作業較多，不利於成本控制。

發明內容
本發明的主要目的在於克服現有灰橇的裝配工藝存在的上述缺點，而提供一種改 進的灰橇的裝配工藝，其可以實行流水化作業，減少了交叉作業，提高了工作效率；本發明 的另一目的減少拆除次數及高空作業，提高了施工的安全性，降低了操作人員的勞動強度。本發明的目的是由以下技術方案實現的—種灰橇的裝配工藝，包括需要組裝的筒體、橢圓封頭、錐形封頭及附件，上述部 件採用以下裝配步驟第一步，首先對筒體、橢圓封頭及錐形封頭進行預製及調圓，其特徵在於還包括 以下步驟第二步，橢圓封頭、錐形封頭、接管法蘭及其附件安裝1)橢圓封頭、接管法蘭及其附件安裝(1)橢圓封頭劃線開孔；(2)進行接管法蘭、筒體的組焊；(3)對橢圓封頭外部的欄杆墊板、吊耳墊板及扶手墊板等附件進行定位並安裝；2)錐形封頭、接管法蘭及其附件的安裝(1)錐形封頭劃線開孔；(2)進行接管法蘭、筒體及支腿墊板的組焊；(3)焊接內部接管角鋼支撐等附件，最後，再組焊小口端的封板；第三步，整體組裝(1)將橢圓封頭調至筒體上端，進行組對焊接；(2)操作人員通過操作平臺進入罐體內部，對內焊道清根，然後焊接；(3)將錐形封頭調運至支撐上，點焊固定，並與筒體進行組對；(4)焊接外環縫完成後，操作人員通過錐形封頭下邊的入孔進入罐體內，對焊道背 部進行清根、焊接；(5)將預製好的支腿與支腿墊板進行組對焊接；(6)將組裝後的整體安裝在承重器支撐上。所述第一步中橢圓封頭調圓時，首先，在操作平臺上劃一個直徑與橢圓封頭理論 值外徑相同的圓，離該圓徑向向外30mm處，每間隔1. 5米的弧長焊接一個方形檔塊，且封頭 內部設置一 「米」字型支撐，在調圓過程中，通過方形檔塊和楔鐵及「米」字型支撐來調整橢 圓封頭的橢圓度。所述第二步中接管法蘭與筒體組焊後，使用臨時吊點對錐形封頭進行翻身，並吊運到專用胎架上，保持大口端和小口端的中心連線與水平面平行。所述第三步中組對好的橢圓封頭和筒體吊運到專用胎架或臨時支墩上進行焊接。所述操作平臺中央設有一圓形孔，孔的下邊搭設一個走梯。所述第一步中筒體預製完成後，直接放到操作平臺上進行調圓。本發明的有益效果1、本發明由於多使用活動腳手架，減少拆除次數及高空作業，提高了施工的安全 性；2、可以實行流水化作業，減少了交叉作業，提高了工作效率；3、設備的成型質量好；4、採用分段製造，整體組裝，因而空間作業少，降低了操作人員的勞動強度；5、設備翻身工作量較小，因而，吊車使用效率得到明顯提高；6、可以實行流水化作業，減少了交叉作業，提高了工作效率。


圖1為灰橇整體結構示意圖。圖2為本發明工藝流程示意圖。圖3為本發明工作平臺示意圖。圖4為本發明臨時支墩示意圖。圖5為本發明專用胎架示意圖。圖6為本發明筒體放置與專用胎架上示意圖。圖7為本發明圓弧狀擋板示意圖。圖8為本發明筒體預製及焊道變形控制示意圖。圖9為本發明「米」字型支撐示意圖。圖10為本發明支腿間距測量示意圖。圖11為本發明Al焊縫焊接示意圖。圖12為本發明錐形封頭就位示意圖。圖中主要標號說明1筒體、2橢圓封頭、3錐形封頭、4支腿、5吊點、6操作平臺、7方形檔塊、8楔鐵、9 接管法蘭、10扶手、11欄杆、12胎架、13圓弧狀檔板。
具體實施例方式如圖1所示，海洋石油鑽井船灰橇，包括筒體1，筒體1的上部為橢圓封頭2，下部 為錐形封頭3，三條支腿4以120度均布在筒體1上，上部與錐形封頭直邊處相連接，用於支 撐筒體1，筒體、橢圓封頭和錐形封頭及安裝在筒體，筒體、橢圓封頭和錐形封頭上的梯子、 欄杆、扶手、吊點等附件，上述灰橇部件採用以下裝配步驟第一步，在灰橇進行組裝之前，首先進行筒體1、橢圓封頭2，下部錐形封頭3，支腿 4及附件的預製及筒體1、橢圓封頭2，下部錐形封頭3調圓。1)灰橇橢圓封頭2調圓(1)在橢圓封頭2上焊接上三個吊點5，用於橢圓封頭2的吊運；
(2)如圖2，圖3，圖9所示，在操作平臺6上劃一個直徑與橢圓封頭2理論值外徑 相同的圓，離該圓徑向向外30mm處，每間隔1.5米的弧長焊接一個方形檔塊7，在調圓過程 中，通過該方形檔塊7和楔鐵8來調整橢圓封頭2的橢圓度，進行封頭調圓；封頭內部增加 一個「米」字型支撐來調整橢圓度。(3)在橢圓封頭2調圓的期間，開始進行接管法蘭9、扶手10、欄杆11、吊點等附件 的預製工作；操作平臺6的長寬尺寸大於橢圓封頭2的直徑，封頭放在操作平臺6上後，要保證 有足夠的操作空間進行施工作業。操作平臺6距離地面高度應高於1. 2米的高度，以便施 工人員能在平臺下貓腰行走。平臺中央開一個直徑為1.2米的中央圓形孔，孔下邊應搭設 一個安全走梯，以便施工人員能從平臺下從該孔進入平臺上。平臺應有足夠的強度，滿足承
重的需要。2)灰橇錐形封頭3調圓按照調節橢圓封頭2的方法對錐形封頭3進行調圓，所不同的是，錐形封頭3應該 將大口端朝下，小口端朝上；3)筒體1預製(1)如圖5，圖6所示，將筒體1分瓣在輥板機上卷制後，放置在專用胎架12上，然 後，用胎架12將卷制好的板材運到操作平臺6上，進行筒體A類焊縫的整體合攏及調圓工 作；(2)如圖7、圖8所示，筒體1的調圓工作除使用封頭調圓的方鐵及其楔鐵8外，還 要再A類焊道的內部做的一個圓弧狀檔塊13，以控制焊接後造成的菱角；C3)筒體1焊道焊接完成後，再與錐形封頭3連接的一端對支腿墊板根據0°、 180°基準線進行劃線定位。第二步，如圖2所示，橢圓封頭、錐形封頭、接管法蘭及其附件安裝1、進行橢圓封頭2、接管法蘭9及其附件安裝橢圓封頭2調完圓後，開始劃線開孔工作(1)首先，在橢圓封頭2上找出0°線，作為劃線基準；然後，依次找出90°、 180°、270°位置，並定位出最終的開孔後位置；(2)經檢驗合格後，使用氣割設備進行開孔；(3)開孔完成後，打磨坡口，然後，再安裝接管；坡口為外坡口，焊接時，先在外部 進行接管與筒體1的組焊，外坡口焊接完成後，再從操作平臺6的下端進入橢圓封頭2的內 部，對焊道背面用砂輪機進行清根，然後焊接；(4)在接管內部焊道清根焊接的過程中，開始對橢圓封頭2外部的欄杆墊板、吊耳 墊板、扶手墊板等附件進行定位、組焊，墊板焊接完成後，組焊欄杆，吊點、吊耳。2、錐形封頭3、接管法蘭9及其附件的安裝(1)錐形封頭3調圓完成後，按照橢圓封頭2接管法蘭及其附件所述的方法安裝組 焊接管法蘭9及其附件，含支腿墊板的組焊；(2)接管法蘭9與筒體1組焊檢驗合格後，使用臨時吊點對錐形封頭3進行翻身， 並吊運到專用胎架12上，保持大口端和小口端的中心連線與水平面平行。(3)然後，焊接內部接管角鋼支撐等附件，最後，再組焊小口端直徑為Φ600的封板。第三步如圖2所示，整體組裝(1)在筒體1預製並檢驗合格後，先將橢圓封頭2通過焊接吊點調至筒體1上端， 進行Bl環縫組對焊接；組對時，將橢圓封頭2上0°、90°、180°、270°位置與筒體1上的 0°、90°、180°、270°依次對齊，在通過楔鐵及特殊工件調整組對間隙和錯皮，直至檢驗 合格。(2)組對完成後，使用手工焊焊接外環縫，焊接完成後，操作人員通過操作平臺6 下端的入孔進入罐體內部，對內焊道清根，然後焊接。由於內部高度最高為1.7米，因此，在 進行內部清根時，不需要搭設架子，只需製作一個便於搬運底小墊墩即可完成該項工作。(3)如圖3，圖4，圖11所示，為提高操作平臺6的使用效率，也可將組對好的橢圓 封頭2和筒體1吊運至臨時支墩上，然後，進行焊接工作。該方法可提高操作平臺6的利用 率，同時，還可減少工人的勞動強度，但架子搭設工作量較多。(4)如圖12所示，橢圓封頭2和筒體1組對完成後，將已經完成接管組對的錐形封 頭3使用臨時吊點翻身後，調運至臨時圓筒支撐上，大口端朝上並超平，然後，使用筋板將 其點焊固定，臨時圓筒支撐也需固定在。注意此過程中，臨時圓筒支撐不能碰到錐形封頭3 下端的接管。(5)錐形封頭3就位後，將筒體1上0°、90°、180°、270°位置與錐形封頭3上 的0°、90°、180°、270°依次對齊，在通過楔鐵8及特殊工件調整組對間隙和錯皮，直至 檢驗合格。(6)組對完成後，使用手工焊焊接外環縫，焊接完成後，操作人員通過錐形封頭3 下邊的入孔進入罐體內，對焊道背部進行清根、焊接。由於錐形封頭3內部四周的扶手均已安裝完畢，因此，焊道背部清根和焊接時不 需要搭設腳手架，焊接人員站在扶手上便可進行焊接工作，從而省去罐體內部腳手架的搭 設工作。(7)如圖10所示，在筒體與錐形封頭的B2焊縫焊接完成後，將預製好的支腿4與 支腿墊板進行組對。為保證支腿的垂直度和三個支腿4之間的相互間距，應使用捲尺按照 兩相鄰支腿間間距相同地方法進行測量。(8)支腿4安裝並檢測完成後，點焊固定，但暫不進行焊接工作。(9)將鋪上鋼板的地面上按照要求的尺寸劃出稱重器支撐定位位置，將預製好的 稱重器支撐件放置在該處，並通過自製工裝將其固定。(10)在吊車的配合下，將組裝後的整體安裝在承重器支撐上，將容器支腿與稱重 器支撐相連，在檢查完相關尺寸後，點焊固定後，通過剛性固定件將支腿固定，防止焊接過 程中支腿變形，然後再進行焊接。如圖2所示，灰橇整體安裝工藝流程(1)橢圓封頭上接管及其附件組焊；(2)錐形封頭上接管及其附件組焊；(3)錐形封頭附件翻身焊接；(4)橢圓封頭上接管及其附件組焊；(5)錐形封頭上接管及其附件組焊；
(6)錐形封頭組對；(7)支腿、梯子護欄安裝。通過上述步驟，完成海洋石油鑽井船灰橇整體安裝。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，凡 是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於 本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種灰橇的裝配工藝，包括需要組裝的筒體、橢圓封頭、錐形封頭及附件，上述部 件採用以下裝配步驟第一步，首先對筒體、橢圓封頭及錐形封頭進行預製及調圓，其特徵在於還包括以下 步驟第二步，橢圓封頭、錐形封頭、接管法蘭及其附件安裝1)橢圓封頭、接管法蘭及其附件安裝(1)橢圓封頭劃線開孔；(2)進行接管法蘭、筒體的組焊；(3)對橢圓封頭外部的欄杆墊板、吊耳墊板及扶手墊板等附件進行定位並安裝；2)錐形封頭、接管法蘭及其附件的安裝(1)錐形封頭劃線開孔；(2)進行接管法蘭、筒體及支腿墊板的組焊；(3)焊接內部接管角鋼支撐等附件，最後，再組焊小口端的封板；第三步，整體組裝(1)將橢圓封頭調至筒體上端，進行組對焊接；(2)操作人員通過操作平臺進入罐體內部，對內焊道清根，然後焊接；(3)將錐形封頭調運至支撐上，點焊固定，並與筒體進行組對；(4)焊接外環縫完成後，操作人員通過錐形封頭下邊的入孔進入罐體內，對焊道背部進 行清根、焊接；(5)將預製好的支腿與支腿墊板進行組對焊接；(6)將組裝後的整體安裝在承重器支撐上。
2.根據權利要求1所述的灰橇的裝配工藝，其特徵在於所述第一步中橢圓封頭調圓 時，首先，在操作平臺上劃一個直徑與橢圓封頭理論值外徑相同的圓，離該圓徑向向外30mm 處，每間隔1.5米的弧長焊接一個方形檔塊，且封頭內部設置一「米」字型支撐，在調圓過程 中，通過方形檔塊和楔鐵及「米」字型支撐來調整橢圓封頭的橢圓度。
3.根據權利要求1所述的灰橇的裝配工藝，其特徵在於所述第二步中接管法蘭與筒 體組焊後，使用臨時吊點對錐形封頭進行翻身，並吊運到專用胎架上，保持大口端和小口端 的中心連線與水平面平行。
4.根據權利要求1所述的灰橇的裝配工藝，其特徵在於所述第三步中組對好的橢圓 封頭和筒體吊運到專用胎架或臨時支墩上進行焊接。
5.根據權利要求1所述的灰橇的裝配工藝，其特徵在於所述操作平臺中央設有一圓 形孔，孔的下邊搭設一個走梯。
6.根據權利要求1所述的灰橇的裝配工藝，其特徵在於所述第一步中筒體預製完成 後，直接放到操作平臺上進行調圓。
全文摘要
一種灰橇的裝配工藝，包括以下裝配步驟第一步，首先對筒體、橢圓封頭及錐形封頭進行預製及調圓；第二步，首先進行橢圓封頭、接管法蘭及其附件安裝；再進行錐形封頭、接管法蘭及其附件的安裝；第三步，整體組裝(1)將橢圓封頭調至筒體上端，進行組對焊接；(2)操作人員通過操作平臺進入罐體內部，對內焊道清根，然後焊接；(3)將錐形封頭調運至支撐上，點焊固定，並與筒體進行組對；(4)焊接外環縫完成後，操作人員通過錐形封頭下邊的入孔進入罐體內，對焊道背部進行清根、焊接；(5)將預製好的支腿與支腿墊板進行組對焊接；(6)將組裝後的整體安裝在承重器支撐上。本發明可以實行流水化作業，提高了工作效率；同時，降低了操作人員的勞動強度。
文檔編號E21B33/13GK102128015SQ20101003411
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月15日 優先權日2010年1月15日
發明者仲繼彬, 呂英創, 周強, 楊炳發, 湯國紅, 汪春標, 王建強, 馬義學, 馬亞光 申請人:中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司