摘要：本文主要研究介绍综合地质调查船上门型井架液压举升试重方案。地质船都配置了钻探系统，钻探系统实船安装之后，必须验证船体承载能力是否达到设计规定的指标；验证月池盖与船体整体的承载能力、产品制造质量、系统管线承压能力是否达到要求，通过井架试重检验程序，可以检查出上述参数主要是结构强度是否满足各种钻探条件下的要求，确保合格。
关键词：船舶钻探；井架系统；试重检验
Research of Heavy Examination for Drill to Explore System Well on Ships
Abstract：This text main research introduction comprehensive geology investigate on the boat door type well.Geology ship all allocation drill to explore system，after the drill to explore system solid installed on ship，have to verification hull and Month pond cover loading ability，product manufacturing quality，system pipeline accept whether the ability of press attain request or not，by the well heavy examination procedure，we can check parameters whether satisfy a request.This research at theories analysis foundation up，carried on 5 sea try，equipments usage the condition be good and obtain ideal of result.
Key word：Ships drill；Well system；Heavy examination
1.钻探系统简介
为了开展我国海域中、大比例尺的基础地质调查和南海南部深水区及东海陆架盆地等海域油气资源调查，满足海上地质勘探、取样作业、CPT作业、测井等作业需求，在3000吨级的“海洋地质十号”综合地质调查船上固定安装了国内自主研制的门型井架液压举升的自动化地质钻探系统，可实现从管柱、钻杆盒至井口顶驱连接的自动化作业；名义钻深600米，可拓展钻深1400米，由提升系统、液压系统、补偿系统、管子处理系统、基盘绞车和取样绞车系统、泥浆泵组等组成，各子系统布置在船体甲板上或船体舱内。
与常规钻机相比，这套钻探系统功率利用率高，钻井成本相对低，防爆安全性好，简化了天车，取消了传统绞车和游车，简化机械传动流程，降低机械设备故障率，自动化程度高，降低人工成本，减少工人劳动强度，主甲板面布局整洁，操作空间开阔，同时减少了绞车噪音污染，为操作者提供一个更为安静的作业环境。最重要的是，与传统钻机相比，配套设备体积大大减少，整机重量大大减轻，使得寸地雨金严格控制重量重心的小吨位船舶装备钻机成为可能。
2.井架试重检验的目的
为了保证船舶安全稳定航行与钻探取样勘察工作顺利进行，钻探系统实船安装之后，必须验证船体承载能力是否达到设计规定的指标；验证月池盖与船体整体的承载能力是否达到设计规定的指标；检验产品制造质量是否符合图纸及有关文件、技术标准的要求；验证系统管线承压能力是否达到要求，通过井架试重检验程序，可以检查出上述参数主要是结构强度是否满足各种钻探条件下的要求，不能有任何缺陷如油漆起皱、焊缝开裂、屈曲、残余变形等，否则必须查明原因，彻底整改，确保合格。
3.试重检验内容
3.1 月池盖负重加载试验
补偿系统关闭，给月池盖加载负重，加载重量 40T，加载时间 5-10 分钟。在事先商量的合适的测量点，拉钢丝测量船体结构变形数据并记录，检查月池盖支撑台结构是否有变形，损坏。
3.2 补偿系统负重加载试验
补偿系统打开，给补偿系统加载负重 40T，加载时间 5-10 分钟。加载试验需根据钩载指示加载，分步逐级加载，直至配重完全悬空，离底部支撑台约 100-200mm。在事先商量的合适的测量点，拉钢丝测量船体结构变形数据并记录。
3.3井架/顶驱负重加载试验
补偿系统关闭，给顶驱吊环加载负重 60T，加载时间 5-10 分钟。加载试验需根据钩载指示加载，分步逐级加载，直至配重完全悬空，离底部支撑台约 100-200mm，在事先商量的合适的测量点，拉钢丝测量船体结构变形数据并记录。
4.试重检验的主要设备工装
试验需要的设备工装包括：码头吊机 1 台，轨道小车 4 台，工装轨道 2 条，40 吨卸扣 6 个，30 吨卸扣 3 个，60 吨卸扣 4 个，20 吨的钢丝绳 4 条（８米每条），试验托架 1 个（按图自制），15 吨重块 1 个，5 吨重块 1 个（提供重块证书），手拉葫芦 5 吨 2 个，１吨葫芦 10 个，D10 吊环 8 件，50mm厚木板约60 米，垫梁700*300*1200MM，2 件，钢板 2000*6000*50MM，6件（重约 50 吨）。
5.试重检验工艺流程
总体试验步骤：在井架的月池盖两边铺上层 50MM 厚的板，用吊机把工装轨道吊到井架下方一边一条铺好，将 4 台轨道小车吊到工装轨道上，将装好 40 吨钢板的工装托架用吊机吊到轨道小车上，用手拉葫芦向艏部拉进 1.9 米到井架中心位置，用顶驱吊起工装重块，将轨道小车推出井架，将工装重块座落在月池盖卡瓦支撑台上静压 10 分钟。静压试验后将工装重块吊起，把轨道小车推进到井架下方，工装重块放到轨道小车上解钩，将小车及工装重块推到井架外面。再加 20 吨工装重块，完成加载 60T 试验项目，再将工装重块一起推到井架中心下方，用顶驱吊起工装及重块离开小车 100mm 左右，保持10 分钟，10 分钟后将重块放到轨道小车上解钩，把小车及工装一起推出井架外面，分别将重块、工装托架及钢板、轨道小车、工装轨道全部吊下船。试验过程中按测量步骤妥当记录数据并分析。
5.1 把干涉试验的甲板设备或工具等清理干净，在甲板面规划区域敷设活动轨道及小车安装，并按照图纸检查确认，如下图1示。
图1 图2
5.2 根据试验方案，预制托架试验配重：1）、月池盖试验：托架+垫梁+钢板+钢丝卸扣，总重量 40 吨；2）、补偿器试验：托架+垫梁+钢板+钢丝卸扣，总重量 31.75 吨（顶驱自重 8.25 吨）；3）、顶驱试验：托架+垫梁+钢板+钢丝卸扣，总重量 60 吨。
5.3 试验设备布置，如上图2，连接布置试验需要的工装设备。
5.3 静载试验详细步骤
1）月池盖 40 吨试验
托架+垫梁+钢板+钢丝卸扣，总重量 40 吨。
试验步骤：⑴、将托架吊至如图位置；⑵、用葫芦向首拉移约1.9米，使托架重心与钻杆中心对齐，车轮卡位；⑶、连接钢丝绳和卸扣；⑷、起吊托架退出小车，测量相关补偿器试验数据；⑸、放下托架，使其坐在月池盖中间凸台上。（不解钩，底部木头垫稳，钢丝绳拉紧不受力状态）⑹、测量相关月池盖试验数据；⑺、起吊托架，拉入小车，将托架放在小车上。⑻、将托架和小车拉移至初始位置，用码头吊机吊走托架。（换配重，进行下一步试验。）备注：托架提升前，用1T葫芦或绑带将托架四角与井架基座锁住，避免托架提升可能会碰到井架。
2）补偿器 40 吨试验
托架+垫梁+钢板+钢丝卸扣，总重量 31.78 吨（顶驱自重 8.25 吨）。补偿器试验步骤同上月池盖的试验步骤。
3）、顶驱 60 吨试验
托架+垫梁+钢板+钢丝卸扣，总重量 60 吨。
试验步骤：⑴、将托架吊至如图位置；⑵、用葫芦向首拉移约1.9米，使托架重心与钻杆中心对齐，车轮卡位；⑶、连接钢丝绳和卸扣；⑷、起吊托架100mm及测量相关试验数据；
⑸、放下托架，按照上述相反过程吊走托架；⑹、清走甲板上的其他工装（小车、轨道、垫木等）。
5.4 测量方法与测量点：
1）、左、右舷现场定位，各拉一根细钢丝，穿过井架中心，高度介于焊接井架底座与井架之前，确保无电缆管子干涉。
2）、标记左右井架基座前后附近各一个点（共4个点）作为变形测量基准点，根据实际程序要求，测量重块上船前、重块吊起到位后、重 块吊下船后先取的4个定位点到对应钢丝的高度，三组数据差值的最大值，为需要测量的变形量。
6.测量结果
6.1月池盖负重加载试验
补偿系统关闭，月池盖负重加载和加载时间：加载重量，40T，加载时间，10 分钟。
测量船体结构变形数据，并记录入试验表格中，试验结果船体和基座变形量月1-2mm，数据合格。
6.2补偿系统负重加载试验
补偿系统打开，补偿系统负重加载 40T，加载时间，10 分钟。注：加载试验需根据钩载指示加载，分步逐级加载，直至配重完全悬空，离底部支撑台约 100-200mm。试验结果船体和基座变形量月2-4mm，数据合格。
6.3井架/顶驱负重加载试验
补偿系统关闭，顶驱吊环负重加载 60T，加载时间，10 分钟。注：加载试验需根据钩载指示加载，分步逐级加载，直至配重完全悬空，离底部支撑台约 100-200mm。试验结果船体和基座变形量月3-7mm，数据合格。
7.钻井系统使用反馈
根据任务计划，钻探系统自 2018 年 1 月 25 日开始到目前为止，进行了 5 次海试，使用状况良好。没有任何卡阻，变形，裂纹等缺陷，取得了采取 3 米沉积物样品，采取 28 米砂质沉积物样品等成绩。
论文作者:孙轲,
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/26
标签：井架论文; 托架论文; 加载论文; 工装论文; 船体论文; 系统论文; 测量论文; 《基层建设》2018年第29期论文;