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自升式钻井平台悬臂梁系统设计

时间:2024-05-11 11:34:58

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自升式钻井平台悬臂梁系统设计

0 引 言

自升式钻井平台具有作业灵活、适用范围广、自存能力强和移动性佳等特点,在浅海油气勘探开发中得到广泛应用[1]。悬臂梁是目前自升式钻井平台的标准配置,作为钻井设备和钻井工具的主要载体,能实现钻台模块的纵向和横向移动,提高平台一次就位钻井的概率。

在进行船型开发时,需对悬臂梁系统进行研究和优化,以提高整个平台的作业效率和作业能力;悬臂梁系统需有合理的主尺度及与其相适应的悬臂梁滑移系统,以保证悬臂梁具有有效的作业范围、紧凑的设备布置和合适的承载能力。

本文以SJ350自升式钻井平台(以下简称“SJ350”)为依托,对国内外自升式钻井平台主流的悬臂梁系统进行分析,提出一种适合该平台的悬臂梁系统解决方案。

给予对照组患者甲泼尼龙片(生产单位:Pfizer Italia S.r.l.(意大利),批准文号:H0245,药物成分:化学药物,规格:4mg×30s)进行治疗,每天口服甲泼尼龙片40mg,可根据患者的实际情况增加或减少药物服用剂量,观察患者病情稳定后,每隔两周减少4mg用量;

1 项目概况

SJ350的结构呈三角形,带有3个具备独立桩靴的桁架式桩腿;平台最大作业水深为350 ft (1ft=0.3048m),入级美国船级社。平台示意见图1。

SJ350设计作业要求示意见图2。

1) 井口作业范围为

2) 悬臂梁最大外伸距为

式(1)和式(2)中: L0为井口纵向作业范围; T0为井口横向作业范围; L1为悬臂梁最大外伸距; L2为井口初始工作位置; T1为井口横向移动距离。

图 1 平台示意

图 2 SJ350 设计作业要求示意

2 作业方式分析

悬臂梁和钻台是钻井作业的主要载体。在作业时,只有将钻台的井口伸至平台外沿才能进行钻井工作。为适应在平台一次就位、多个井口作业的需求,悬臂梁和钻台需多次滑移。

目前自升式钻井平台井口位移主要有常规悬臂梁滑移、X-Y悬臂梁滑移和旋转滑移等3种型式,结构方面可分为封闭式和开敞式2种(见表1)。

表1 悬臂梁型式汇总

作业方式 结构 平台型号 工作水深/ft 箱型封闭式 JU2000E 400 常规悬臂梁 门型开敞式 L780 300 门型开敞式 SUPER M2 300 门型开敞式 WORKHORSE 375 X-Y悬臂梁 箱型封闭式 CJ-50 400 箱型封闭式 CJ-46 300 旋转悬臂梁 N/A DM250 300

2.1 常规悬臂梁滑移

常规悬臂梁滑移的井口位移由悬臂梁滑移和钻台滑移2部分实现。在进行钻井作业时,悬臂梁在平台主甲板面纵向移动,钻台在悬臂梁上横向移动。

悬臂梁滑移装置分为2组,布置在2个主甲板纵向滑移轨道上;钻台滑移装置分为2组,布置在2个横向滑移的悬臂梁轨道上。

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2.2 X-Y悬臂梁滑移

X-Y悬臂梁滑移的井口位移由悬臂梁自身在纵、横2个方向上的整体移动实现。

2套滑移装置集成为1组,采用销孔方式分别与主甲板轨道和悬臂梁底部轨道连接。共有4组滑移装置在2套滑移轨道之间移动,其中:下侧装置沿主甲板轨道横向移动;上侧装置推动悬臂梁纵向移动。

2.3 旋转悬臂梁滑移

旋转悬臂梁滑移的井口位移由悬臂梁旋转基座和悬臂梁纵移轨道实现。液压油缸与旋转基座固定在主甲板上,旋转悬臂梁的角度,悬臂梁可沿纵向轨道伸出平台。文献[2]所述的旋转型悬臂梁拥有较大的作业覆盖范围。

3种悬臂梁作业方式比较见表2。

表2 3种悬臂梁作业方式比较

作业方式 特 点 备 注 常规悬臂梁滑移 应用广泛;滑移装置方案较多;需与平台纵向主结构对位;整体重量较重 无专利 X-Y悬臂梁滑移 应用较多;横向跨度较小;需与平台横向主结构对位;整体重量较轻 Gusto MSC专利旋转悬臂梁滑移 应用较少;平台纵横向主结构需进行特殊加强;整体重量较轻 Huisman专利

对悬臂梁作业方式进行分析后认为:应用较广且不受专利保护限制的常规悬臂梁滑移方案作为 SJ350船型开发的悬臂梁作业方式较为合适。

3 悬臂梁主尺度规划

常规悬臂梁滑移分为悬臂梁纵向滑移和钻台横向滑移2部分。在规划悬臂梁主尺度时,需综合考虑井口作业范围的需求、平台的主尺度限制和设备布置空间的需求等。悬臂梁长度优化方法见图3。

最后一个夜晚,试图再次拨打她的电话。这一次终于拨通,她清晰的声音平淡自若,一如往昔,没有任何情绪流露。只是说刚刚从森林里出来,在当地附近的一个小镇里看病。身体一直不太舒服。

悬臂梁的长度需满足悬臂梁最大外伸距、月池区域、滑移装置布置和悬臂梁反扣区域等方面的需求,因此悬臂梁型长为

社区教育的短板是缺乏相应的专业教育人才,更多的教育人才流向学校和相关教育团体。社区在家长教育过程中,没有专门的课程开发团队、课程开发流程不规范、课程目标不够明确、课程实施过程中存在种种问题、没有科学规范的课程评价体系,这些直接影响了家长教育的延续性和有效性。随着数字化时代的来临,社区基于移动终端的家长教育开展更是少见,导致这种情况的主因就是信息化人才并不直接流向社区。因此教育资源的数量、质量、形式等不能满足居民的学习需求,资源应用推广的宣传力度不够,资源提供方提供的应用支持服务与居民的数字化学习意愿有较大的差距。

式(3)中: SL为滑移装置长度; TL为反扣区域长度; AL为纵向结构裕量。

悬臂梁宽度及高度优化方法见图4。

图 3 悬臂梁侧向示意

图 4 悬臂梁纵向示意

悬臂梁内部空间用于储存防喷器组、采油树等大型设备。悬臂梁宽度需满足防喷器组等设备的储存区域和横向滑移所需的宽度,因此悬臂梁型宽为

等离子喷涂涂层的厚度不仅决定其结合强度,而且影响其使用寿命和吸波效果。目前,涂层厚度对吸波性能的影响是吸波涂层研究的热点之一。

式(4)中: BW 为防喷器组等设备的储存空间; AW 为横向结构裕量。

钻台轨道长度需满足井口横向滑移距离和钻台底脚间距需求,因此钻台轨道长度为

式(5)中: W r A 为钻台轨道结构裕量。

这个时候,太后和皇上都已疲乏,早在别宫安置了。青樱看了晞月一眼,朗声向众人道:“主子娘娘伤心过度,快扶去偏殿休息。素心,你是伺候主子娘娘的人,你去通报一声,说这边有咱们伺候就是了,不必请皇上和太后两宫再漏夜赶来。”

悬臂梁型高H需通过悬臂梁型宽和悬臂梁型长选取相应的结构模量之后确定,以确保悬臂梁结构的刚度满足要求。钻台轨道高度 H r由防喷器组和井口设施的吊运高度需求决定。

SJ350项目悬臂梁优化之后的主尺度见表3。

表3 SJ350项目悬臂梁优化之后的主尺度

参数 悬臂梁型长/m 悬臂梁型宽/m 悬臂梁型高/m 钻台轨道长度/m 钻台轨道高度/m数值 51.8 18.0 7.5 20.6 2.8

4 悬臂梁结构

悬臂梁主要有门型开敞式和箱型封闭式2种结构。

护理人员对患者未保持高度的重视和风险意识,常常忽略患者机体的细微变化[2],在患者出现突发状况时未及时给予有效的护理干预,导致患者的病情加重,延长住院时间,由于不能为患者提供良好的服务和帮助,常常会产生护理人员和患者之间的矛盾,同时在日常工作中护理人员未全面了解患者的文化水平等,导致护理人员与患者产生分歧和医嘱传达理解错误等情况发生,误认为护理工作者的技术素质与业务水平不过关[3],产生分歧,影响护患之间的关系,降低对护理的满意度。

4.1 门型开敞式结构

门型开敞式结构由2根侧向工字梁、上部工字梁和甲板及内部平台组成,整个结构在纵向形成一个“门”字;悬臂梁内部区域敞开,井口和月池区域位于悬臂梁艉部,堆场位于悬臂梁上甲板。

4.2 箱型封闭式结构

箱型封闭式结构由2根侧向工字梁、上部工字梁和甲板及内部甲板和舱室组成,为全封闭的箱型结构。井口和月池区域位于悬臂梁艉部,泥浆处理设备位于悬臂梁中部,配电和控制单元位于悬臂梁艏部,堆场位于悬臂梁上甲板。

2种悬臂梁结构型式取决于不同的钻井作业流程理念,其中:门型开敞式结构悬臂梁应用广泛,整体重量较轻;箱型封闭式结构悬臂梁整体重量较大,内部设备布置较多。2种悬臂梁结构型式比较见表4。

表4 2种悬臂梁结构比较

项目 门型开敞式 箱型封闭式 结构型式 2根侧向工字梁;上部甲板;内部平台 2根侧向工字梁;上部结构;内部甲板和舱室设备布置特点 内部敞开;布置少量设备;泥浆工艺设备远离钻台,布置主甲板 分多个舱室;布置较多设备;泥浆工艺设备靠近钻台,在悬臂梁内

对2种结构进行分析后认为:布置空间较大、自重较轻且通用性较强的门型开敞式结构作为SJ350项目的悬臂梁结构较为合适,可为布置于甲板面上的滑移装置液压泵站和控制台提供空间;同时,控制台视野较为开阔,方便操作员观察左右两侧滑移装置的工作状态和位移情况。

进一步对结构的力学模型进行分析后认为:悬臂梁结构通过两侧大梁进行结构承载,主要高应力区集中于纵向梁下部、艉端壁支撑和悬臂梁艏端下部反扣区;同时,剪应力自艉部支撑和艏部反扣区位置起,呈斜向分布,为典型的多点支撑梁结构应力分布模式。

5 滑移装置方式分析

为实现悬臂梁滑移,需布置相应的滑移装置,目前有以下几种较为常见的滑移装置型式。

周暄不仅没有教育儿子,反而鼓励儿子的这种行为,让朝敏无法接受,她把孩子揽到身后:“有你这么当爹的吗?孩子现在这么小就乱教!”

5.1 棘爪推移方式

棘爪推移装置主要由棘爪装置、液压缸、滑移座板和滑移轨道组成。轨道上开有方形的固定口。在作业时,液压缸伸长,棘爪从移动底座边板上的矩形孔处自动松开,滑块移动1个节距后液压缸缩回,同时棘爪自动卡进相应的矩形锁紧孔中锁紧,从而拖动悬臂梁移动1个节距[3]。

楼边有一座小小的花园,有一些绿色的植物,因为已是秋天,没有了想象中的葱绿,几片黄叶悄然落下,也是缓缓的,仿佛电影中的慢镜头。一把椅子,角度放得很巧妙,正好对着花园里最美丽的一角。我说:“我可以坐在上面吗?”

5.2 液压缸销轴推移方式

液压缸销轴推移系统主要由2组液压缸基座、推进液压缸和滑移销轴等组成,悬臂梁导轨上开有一定间距的圆孔,用于固定插销。在作业时,左右液压缸同时伸出或缩进,带动销轴运动。销轴移动1个节距后打入轨道上的小孔中锁紧,左右液压缸再次缩进或伸出,推动悬臂梁移动。

弹性评分标准[5]:1分,病灶区呈均匀的绿色;2分,病灶区以绿色为主,内及周边可见少许蓝色;3分,病灶区以蓝色为主,伴有少许绿色和红色;4分,病灶区为均匀蓝色。

由专任教师和企业兼职教师共同完成教学任务,专任教师负责理论教学和部分实践教学,企业兼职教师负责部分实践教学。

5.3 齿轮齿条滑移方式

齿轮齿条滑移系统主要由齿条轨道、传动齿轮和桩边马达组成。在作业时,桩边马达驱动齿轮减速箱,将动力传递给与齿条啮合的传动齿轮,从而带动悬臂梁移动。齿条设置在悬臂梁的主梁上,每根齿条对应1组传动齿轮[4]。

高校思想政治教育中融入中国传统文化能够有效向大学生传递正确价值观念,从而促进大学生在日常生活中加强精神文明建设,提升大学生爱国思想。通过中国传统文化的融入,能够使大学生在接受思想政治教育时更深刻理解国家对自身的重要性,从心底产生爱国情感,并积极主动投入社会传统文明建设中,从而加强我国社会传统文明建设,满足我国现代社会发展需求。

比较现阶段的滑移方案可知:销轴滑移方案因在操作性能和成本方面具有一定的优势而得到广泛应用;齿轮齿条方案具有优异的移动速度和连贯性。3种常规悬臂梁滑移装置比较见表5。

表5 3种常规悬臂梁滑移装置比较

方式 主要设备 特 点 棘爪滑移 液压油缸;棘爪装置;滑移座板;滑移轨道 操作简单,易行;动作可靠 销轴滑移 左/右液压缸;插销轨道;插销轴;基座 操作性能良好;运行平稳;安装方便;经济性高齿轮齿条滑移 驱动机构;基座;齿条锁紧器;导引滑块 操作性能好;移动具有连贯性;滑移速度快

对几种滑移装置进行分析后认为:安装方便、运行可靠的销轴滑移方案作为SJ350项目的悬臂梁滑移装置较为合适。

第二,加快对工作人员媒体融合概念和技术的培训。为了更好地推动全媒体运营,融媒体采编中心必然要建立一套完善的编采流程制度、突发新闻应急制度及各岗位人员值班制度等。这就必然涉及到人才培养的问题,报社必须及时对专业人员进行再培训。建立新闻产品速度和质量优先的观念和发散性思维,不断创新全媒体新闻产品的制作流程,满足网友对新闻资讯的无止境期待,提升人们对新闻产品的喜爱粘度。

5.4 滑移装置推移载荷

钻台滑移能力需满足钻台和井架的自重、风载荷及立根盒载荷等方面的要求。悬臂梁滑移能力不仅包含上述钻台的载荷,还需满足悬臂梁自重和悬臂梁堆场载荷的要求;同时,考虑钻台在最大横向位移工况下悬臂梁纵向滑移产生的额外负载。目标平台钻台滑移系统设计所需应力见表6。

表 6 目标平台钻台滑移系统设计所需应力 单位:kN

垂向油缸载荷 艏部 右舷 1900 左舷 5500 艉部 右舷 1950 左舷 5400 横向滑移载荷 150

悬臂梁滑移设计除了考虑滑移装置本身以外,还要结合反扣装置和基座的载荷强度。悬臂梁横向滑移载荷为:动态载荷10250kN;静态载荷14600kN。

上述载荷作为滑移设备选型的基础数据,相关设计信息都需得到船级社取证认可[4]。

6 悬臂梁组合载荷分析

悬臂梁除了承受结构和设备等自身的重量及钻台井架结构和设备的重量以外,还需承受大钩载荷、转盘载荷、立根盒载荷和导管张紧载荷等作业载荷[5]。

各项作业载荷在作业过程中并不同时出现,从作业方法和悬臂梁极限承载的角度提出悬臂梁的最大组合载荷,优化悬臂梁设计[6]。SJ350项目的2种悬臂梁组合载荷方案见表7,悬臂梁载荷图谱见图5和图6。

表 7 SJ350 项目的 2 种悬臂梁组合载荷方案 单位:t

项目 大钩载荷 转盘载荷 立根盒载荷 套管张力载荷 防喷器载荷 最大组合载荷

载荷 方案B 680 680 454 226 100 1134 方案A 907 907 454 226 1360

图 5 907t大钩载荷悬臂梁载荷图谱

图 6 680t大钩载荷悬臂梁载荷图谱

从图5和图6中可看出,2种组合载荷方案给出了不同的大钩载荷、转盘载荷和悬臂梁最大组合载荷,分别影响了组合载荷图谱曲线。

悬臂梁结构可根据2种组合载荷进行调整:在满足大钩载荷方案的基础上,对小钩载荷方案的悬臂梁主壁板厚进行优化调整,降低悬臂梁自身重量 8%左右,应对不同作业需求。根据悬臂梁组合载荷参数,钻台横向滑移的载荷情况见表8。

表8 钻台横向滑移的载荷情况

范围/ft 0~15 15~55 75 立根盒及防喷器组载荷/t 554 450 200

7 结 语

通过调研国内外同类型自升式钻井平台,对不同的悬臂梁形式、结构型式和滑移装置进行了对比分析,完成了目标平台的悬臂梁系统方案和主尺度设计。对悬臂梁组合载荷进行分析,提出了满足不同作业要求的组合载荷图谱。

SJ350项目悬臂梁采用传统滑移方式,开敞式门型结构;系统布置方便,结构简单。组合载荷按照实际作业工序对钻井模块的各设备载荷进行组合,得到更加合理的载荷方案。此外,对目标平台2种组合载荷情况进行了计算分析,优化了悬臂梁自身重量。

【 参 考 文 献 】

[1] 汪张棠,赵建亭. 我国自升式钻井平台的发展与前景[J]. 中国海洋平台,, 23 (4): 8-13.

[2] THAM H P, FOO K S, AL-FORD J, et al. Improved cantilever skidding system on a drilling rig: WO /035448[P]. -03-19.

[3] 王龙庭,于美化,徐兴平,等. 自升式钻井平台悬臂梁滑移方案探究[J]. 石油矿场机械,, 43 (7): 13-15.

[4] ABS. Rules for building and classing mobile offshore drilling units[S]. .

[5] 孙承猛,吕宏伟,戴克文,等,自升式钻井平台悬臂梁载荷图谱编制方法研究[J]. 石油矿场机械,, 42 (11): 20-23.

[6] 赵建亭. 深水钻井船钻井系统设计研究[J]. 船舶与海洋工程, (1): 1-7.

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