專利名稱：超大型海洋石油平臺上部組塊循環(huán)同步液壓頂升工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型結(jié)構(gòu)物的頂升工藝，尤其涉及一種超大型海洋石油平臺上部組塊循環(huán)同步液壓頂升工藝，屬于海洋石油工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海洋油氣資源的開發(fā)需在海上布置一定數(shù)量的海洋石油平臺。海洋石油平臺主要有兩種類型固定平臺、浮式平臺。海洋石油固定平臺一般包括上部組塊和水下固定支撐結(jié)構(gòu)。此類海洋石油平臺一般是將上部組塊和水下固定支撐結(jié)構(gòu)在陸地單獨建造，并采用浮托法進行海上安裝作業(yè)。在大型上部組塊的船運過程中通常需要在其下部和船舶甲板之間布置下部支撐結(jié)構(gòu)。 對于浮式平臺，其一般由上部組塊和下部浮體組成，在其下水之前，通常需在場地或船塢完成其上部組塊和下部浮體的組對工作。對于海洋石油平臺的建造，傳統(tǒng)工藝一般是先將下部支撐結(jié)構(gòu)、下部浮體等下部結(jié)構(gòu)預制完成，然后，再繼續(xù)進行上部組塊的建造。建造過程中，通常采用吊機吊裝作業(yè)。隨著海洋石油開發(fā)不斷向深水領(lǐng)域的邁進，海洋石油平臺的體積和重量也在不斷增加，采用傳統(tǒng)工藝進行超大型海洋石油平臺上部組塊建造時，會使得其在整個建造過程中一直處于較高位置，主要存在以下不足1、增加了施工場地吊機使用量及吊機作業(yè)難度，特別是需要增加大型吊機的使用次數(shù)；2、增加了上部組塊的總體尺寸及精度控制難度；3、增加了施工場地腳手架搭設(shè)工作量；4、增加了上部組塊建造過程中的臨時支撐構(gòu)件的用量；5、上部組塊的建造需待下部結(jié)構(gòu)完成后方可進行，不利于工期的控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點，而提供一種超大型海洋石油平臺上部組塊循環(huán)同步液壓頂升工藝，其可以將超大型海洋石油平臺上部組塊和其下部結(jié)構(gòu)分開并置于較低位置單獨預制；有效地減少了超大型海洋石油平臺上部組塊建造中的單體吊裝作業(yè)工作量及單體吊裝高度，降低了建造場地的吊機等場地資源配備要求；同時， 通過控制系統(tǒng)控制多個液壓頂升器能夠?qū)崿F(xiàn)上部組塊的多點、循環(huán)同步提升；且可以對提升速度、位移精度進行有效的控制。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種超大型海洋石油平臺上部組塊循環(huán)同步液壓頂升工藝，其特征在于上部組塊的頂升和下部結(jié)構(gòu)的安裝采用以下步驟第一步，各支腿底部布置安裝液壓頂升器、上部支撐架、下部墊墩及旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)；
第二步，控制液壓頂升器將上部支撐架頂起一個設(shè)定高度行程，然后，控制旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的旋臂進行旋轉(zhuǎn)，當旋臂支撐住上部支撐架后，液壓頂升器回縮；第三步，將第一組支撐橫梁放置于旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的滑軌上，使支撐橫梁順著旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的空隙方向滑移進入至上部支撐架下部位置；第四步控制液壓頂升器將支撐橫梁頂起一個設(shè)定高度行程，然后，控制旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的旋臂進行旋轉(zhuǎn)，當旋臂支撐住上部支撐橫梁后，液壓頂升器回縮；第五步控制下一組支撐橫梁從相對應方向的軌道上順著旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)空隙方向滑移進入至第一組支撐橫梁下部位置，液壓頂升器回縮，旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的旋臂進行旋轉(zhuǎn)，當旋臂支撐住支撐橫梁后，上部組塊被頂升一個設(shè)定高度；第六步重復上述第三步至第五步，對上部組塊進行循環(huán)頂升作業(yè)，直至將上部組塊層疊頂升到預定高度；第七步將下部結(jié)構(gòu)運輸?shù)缴喜拷M塊底部預定位置；第八步回縮液壓頂升器，將上部組塊與下部結(jié)構(gòu)對接；第九步卸載，拆除液壓頂升器、上部支撐架、旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)及輔助設(shè)備。所述上部組塊和其下部結(jié)構(gòu)分開并置于較低位置單獨預制建造，建造時，在上部組塊的底部布置數(shù)個臨時支撐。所述液壓頂升器為液壓千斤頂，液壓千斤頂?shù)挠吐?，由控制系統(tǒng)同步控制。所述控制系統(tǒng)為計算機。所述旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)包括下部支撐底座、滑軌及安裝在支撐底座上的數(shù)個旋轉(zhuǎn)軸， 支撐底座為中空式框架結(jié)構(gòu)；各旋轉(zhuǎn)軸上分別安裝有旋臂。所述旋轉(zhuǎn)軸外邊緣形狀為十字形，旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的角度為90度，旋轉(zhuǎn)軸由計算機控制。本發(fā)明的有益效果1.可以將超大型海洋石油平臺上部組塊和其下部結(jié)構(gòu)分開并置于較低位置單獨預制，有效地減少了超大型海洋石油平臺上部組塊建造中的單體吊裝作業(yè)工作量及單體吊裝高度，降低建造場地的吊機等場地資源配備要求。2.采用頂升橫梁作為頂升結(jié)構(gòu)，通過控制系統(tǒng)將橫梁頂起后交叉層疊，可以達到循環(huán)連續(xù)頂升的效果；3.采用控制系統(tǒng)對頂升過程進行控制，可以實現(xiàn)多點同步頂升的效果；4.采用橫梁、旋轉(zhuǎn)及滑移機構(gòu)，提高了頂升過程的精確度以及頂升的安全性；5.頂升過程操作簡單、方便、實用性高；6.本發(fā)明主要針對上部組塊原有設(shè)計支腿進行頂升作業(yè)，基本無需對組塊頂升工況進行額外的強度、剛度校核。7.縮短了超大型海洋石油平臺的建造周期，降低超大型海洋石油平臺的建造作業(yè)成本。


圖1為本發(fā)明頂升裝置布置示意圖。圖2為本發(fā)明頂升裝置局部放大示意圖。
圖3為圖2中A-A向示意圖。圖4為圖2中C-C向示意圖。圖5為本發(fā)明中第一組支撐橫梁就位于滑軌的立面示意圖。圖6為本發(fā)明中第一組支撐橫梁滑移進入支架下部就位立面示意圖。圖7為本發(fā)明中第一組支撐橫梁準備滑移平面示意圖。圖8為本發(fā)明中第一組支撐橫梁滑移進入支架下部就位平面示意圖。圖9為本發(fā)明中液壓頂升器將第一組支撐橫梁頂起示意圖。圖10為本發(fā)明中可旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)旋轉(zhuǎn)90度過程示意圖。圖11為本發(fā)明中可旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)旋轉(zhuǎn)90度前俯視圖。圖12為本發(fā)明中可旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)旋轉(zhuǎn)90度后俯視圖。圖13為本發(fā)明完成頂升第一組橫梁作業(yè)示意圖。圖14為本發(fā)明中第二組支撐橫梁準備滑移進入第一組橫梁下部平面示意圖。圖15為本發(fā)明中第二組支撐橫梁滑移進入第一組橫梁下部就位平面示意圖。圖16為本發(fā)明中將第二組橫梁頂起示意圖。圖17為本發(fā)明頂升上部組塊至預定高度示意圖。圖18為本發(fā)明頂升上部組塊至預定高度示意圖。圖19為本發(fā)明運輸下部支撐結(jié)構(gòu)進入組塊下部示意圖。圖20為本發(fā)明上部組塊及下部支撐結(jié)構(gòu)安裝作業(yè)完成示意圖。圖中主要標號說明1上部支撐架、2滑軌、3滑軌墊墩、4旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)、41旋臂、5下部底座、6支撐橫梁、7液壓頂升器、10上部組塊、11下部支撐結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式如圖一圖所示，本發(fā)明上部組塊10及下部支撐結(jié)構(gòu)11建造至需要舉升時采用以下步驟第一步如圖1-圖4所示，①拆除上部組塊10各支腿下部的支撐墊墩，將液壓頂升器7、上部支撐架1、數(shù)個旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)4的下部底座5、布置在上部組塊10支腿的底部， 上部支撐架1安裝在液壓頂升器7上部，數(shù)個旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)4的下部底座5布置在液壓頂升器7周圍；并在液壓頂升器7與上部支撐架1之間布置好旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)4及支撐橫梁6， 并將滑軌墊墩3布置在旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)4的滑軌2的下面。②液壓頂升器7與泵站及控制系統(tǒng)連接，通過控制系統(tǒng)控制液壓頂升器7實現(xiàn)頂升作業(yè)。③完成整個液壓控制系統(tǒng)的調(diào)試工作。本實施例控制系統(tǒng)為計算機；液壓頂升器7為液壓千斤頂，液壓千斤頂?shù)挠吐?，由計算機同步控制。旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)包括下部支撐底座5、滑軌2及采用樞接方式安裝在支撐底座5上的數(shù)個旋轉(zhuǎn)軸，支撐底座5其結(jié)構(gòu)形式與滑軌支撐墊墩一致，為中空式框架結(jié)構(gòu)，支撐底座5置于地面上，以方便液壓頂升器置于其中；各旋轉(zhuǎn)軸上采用樞接方式分別安裝有旋臂41，旋轉(zhuǎn)軸41外邊緣形狀為十字形，使?jié)M足每次旋轉(zhuǎn)的角度為90度的原則。旋臂41 與支撐底座5可分別安裝，然后相互對接。對接后控制旋轉(zhuǎn)軸能夠使旋臂41旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸由控制系統(tǒng)控制，控制系統(tǒng)為計算機；旋轉(zhuǎn)一次角度為90度，旋臂的結(jié)構(gòu)強度能夠滿足支撐要求。
第二步液壓頂升器7將上部支撐架1頂起一個設(shè)定高度行程，然后，控制旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)4的旋臂41進行90度旋轉(zhuǎn)，當旋臂41支撐住上部支撐架1后，液壓頂升器7回縮；第三步如圖5-圖8所示，將第一組支撐橫梁6放置于旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)4的旋臂41 的滑軌2上，使支撐橫梁6順著旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)4的空隙方向滑移進入至上部支撐架1下部位置；第四步如圖9所示，控制液壓頂升器7將第一組支撐橫梁6頂起一個設(shè)定高度行程，并支撐住整個上部重量，然后，控制旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)4的旋臂41進行90度旋轉(zhuǎn)，當旋臂支撐住上部支撐橫梁6后，液壓頂升器7回縮；第四步控制液壓頂升器7將支撐橫梁6頂起一個設(shè)定高度行程，然后，控制旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的旋臂進行90度旋轉(zhuǎn)，當旋臂支撐住上部支撐橫梁6后，液壓頂升器7回縮；上部組塊10被頂升一個支撐橫梁6的高度。第五步如圖10-圖12所示，將空隙方向與設(shè)在相對應方向的另一組滑軌2對齊， 控制第二組支撐橫梁6能夠順著空隙方向滑移進入第一組支撐橫梁6下部，液壓頂升器7 回縮，同時，旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)4的懸臂41進行90度旋轉(zhuǎn)，當旋臂41支撐住支撐橫梁6后；旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)4的懸臂41支撐住第一組支撐橫梁6及以上所有重量，上部組塊被頂升一個支撐橫梁6高度；如圖13-圖15所示，為第二組支撐橫梁6滑移進入第一組支撐橫梁6下部的過程， 支撐橫梁6順著旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)4的空隙方向滑移進入。如圖16所示，第二組支撐橫梁6被液壓頂升器7頂起，到達預定高度后控制旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)4旋臂41繼續(xù)旋轉(zhuǎn)90度，同樣，一方面將用于支撐住第二組支撐橫梁6，另一方面用于使第三組支撐橫梁6能夠順著旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)4的旋臂41的空隙方向滑移進入第二組支撐橫梁6的下部。至此，整個上部組塊10被頂升2個支撐橫梁6的高度。第六步如圖17、18所示，重復第三步至第五步的過程，對上部組塊10進行循環(huán)頂升作業(yè)，直至將上部組塊10層疊頂升到預定高度；由于支撐橫梁6的高度是定值，所以，如果要求的頂升高度不是支撐橫梁6高度的倍數(shù)，則先層疊橫梁至離要求最近的高度，然后， 用液壓頂升器7頂起以達到頂升至預定高度的目的。第九步如圖19所示，頂升完成后，將超大型海洋石油平臺上部組塊10的下部支撐結(jié)構(gòu)11通過運輸?shù)姆绞揭苿拥浇M塊10的下部，然后，控制系統(tǒng)控制液壓頂升器7卸載， 將上部組塊10的重量轉(zhuǎn)移至下部支撐結(jié)構(gòu)11上。第十步如圖20所示，液壓頂升器7卸載，頂升作業(yè)完成，拆除頂升作業(yè)所用設(shè)備及支撐。液壓頂升器、頂升框架、頂升支撐橫梁、計算機控制系統(tǒng)為現(xiàn)有產(chǎn)品。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超大型海洋石油平臺上部組塊循環(huán)同步液壓頂升工藝，其特征在于上部組塊的頂升和下部結(jié)構(gòu)的安裝采用以下步驟第一步，各支腿底部布置安裝液壓頂升器、上部支撐架、下部墊墩及旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)； 第二步，控制液壓頂升器將上部支撐架頂起一個設(shè)定高度行程，然后，控制旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的旋臂進行旋轉(zhuǎn)，當旋臂支撐住上部支撐架后，液壓頂升器回縮；第三步，將第一組支撐橫梁放置于旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的滑軌上，使支撐橫梁順著旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的空隙方向滑移進入至上部支撐架下部位置；第四步控制液壓頂升器將支撐橫梁頂起一個設(shè)定高度行程，然后，控制旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的旋臂進行旋轉(zhuǎn)，當旋臂支撐住上部支撐橫梁后，液壓頂升器回縮；第五步控制下一組支撐橫梁從相對應方向的軌道上順著旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)空隙方向滑移進入至第一組支撐橫梁下部位置，液壓頂升器回縮，旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的旋臂進行旋轉(zhuǎn)，當旋臂支撐住支撐橫梁后，上部組塊被頂升一個設(shè)定高度；第六步重復上述第三步至第五步，對上部組塊進行循環(huán)頂升作業(yè)，直至將上部組塊層疊頂升到預定高度；第七步將下部結(jié)構(gòu)運輸?shù)缴喜拷M塊底部預定位置；第八步回縮液壓頂升器，將上部組塊與下部結(jié)構(gòu)對接；第九步卸載，拆除液壓頂升器、上部支撐架、旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)及輔助設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大型海洋石油平臺上部組塊循環(huán)同步液壓頂升工藝，其特征在于所述上部組塊和其下部結(jié)構(gòu)分開并置于較低位置單獨預制建造，建造時，在上部組塊的底部布置數(shù)個臨時支撐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大型海洋石油平臺上部組塊循環(huán)同步液壓頂升工藝，其特征在于所述液壓頂升器為液壓千斤頂，液壓千斤頂?shù)挠吐?，由控制系統(tǒng)同步控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超大型海洋石油平臺上部組塊循環(huán)同步液壓頂升工藝，其特征在于所述控制系統(tǒng)為計算機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大型海洋石油平臺上部組塊循環(huán)同步液壓頂升工藝，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)包括下部支撐底座、滑軌及安裝在支撐底座上的數(shù)個旋轉(zhuǎn)軸， 支撐底座為中空式框架結(jié)構(gòu)；各旋轉(zhuǎn)軸上分別安裝有旋臂。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超大型海洋石油平臺上部組塊循環(huán)同步液壓頂升工藝，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)軸外邊緣形狀為十字形，旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的角度為90度，旋轉(zhuǎn)軸由計算機控制。全文摘要
一種超大型海洋石油平臺上部組塊循環(huán)同步液壓頂升工藝，采用以下步驟一、各支腿底部布置安裝頂升及支撐機構(gòu)；二、控制頂升器頂起一個設(shè)定高度行程，旋臂支撐住上部結(jié)構(gòu)后，頂升器回縮；三、將支撐橫梁滑移軌進入至上部結(jié)構(gòu)下；四、頂升器頂起一個設(shè)定高度行程，旋臂旋轉(zhuǎn)并支撐住上部結(jié)構(gòu)，頂升器回縮；五、下一組支撐橫梁滑移進入至支撐橫梁下部，頂升器回縮，上部組塊被頂升一個設(shè)定高度；六、重復三至五，直至將上部組塊層疊頂升到預定高度；七、將下部結(jié)構(gòu)運輸?shù)缴喜拷M塊底部；八、回縮頂升器，上部組塊與下部結(jié)構(gòu)對接；九、卸載，拆除輔助設(shè)備。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)上部組塊的多點、循環(huán)同步提升；且可以對提升速度、位移精度進行有效的控制。
文檔編號E02B17/04GK102561289SQ20101062328
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者劉磊, 宋崢嶸, 李林, 李淑民, 王國選, 田旺生, 阮慶, 陳品 申請人:中國海洋石油總公司, 海洋石油工程(青島)有限公司, 海洋石油工程股份有限公司