本發(fā)明涉及海洋工程裝備領(lǐng)域，尤其涉及一種浮式鉆井平臺(tái)的套管張緊器、臺(tái)車、頂驅(qū)等設(shè)備的負(fù)荷試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

在海洋工程領(lǐng)域有大量的鉆井相關(guān)設(shè)備需要做負(fù)荷試驗(yàn)，但是有部分設(shè)備位于鉆臺(tái)以下，沒有辦法采用常用的負(fù)荷試驗(yàn)方法。傳統(tǒng)意義上的設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)，是在設(shè)備上逐步增加重塊到試驗(yàn)載荷來達(dá)到負(fù)荷試驗(yàn)的目的，比如說采用設(shè)備下方掛水袋，然后向水袋內(nèi)注水的方法進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)，但是這種方法費(fèi)用較高，并且空中向水袋中注水，作業(yè)程序上非常繁瑣。

申請(qǐng)?zhí)枮閏n201410487315.3的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種用于自升式平臺(tái)的套管張緊器的負(fù)荷試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)方法是利用懸臂梁和頂驅(qū)將駁船提離水面后，緩慢的向駁船內(nèi)加壓載水達(dá)到負(fù)荷試驗(yàn)的目的，但是該方法仍然需要在空中緩慢加水，操作非常麻煩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的浮式鉆井平臺(tái)上的設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法中存在費(fèi)用較高、操作麻煩的技術(shù)問題，而提供一種新的設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法。

本發(fā)明提出一種設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法，用于浮式海洋平臺(tái)，所述浮式海洋平臺(tái)包括平臺(tái)、浮筒和連接所述浮筒和所述平臺(tái)的立柱，待試驗(yàn)設(shè)備位于所述平臺(tái)上，包括以下步驟：

根據(jù)待試驗(yàn)設(shè)備的實(shí)際需求，計(jì)算出需要向所述駁船注入的水量以及所述浮式海洋平臺(tái)試驗(yàn)時(shí)的吃水深度；

向駁船中注入上一步計(jì)算出的壓載水使駁船具有一定吃水深度，并將駁船移動(dòng)至所述浮式海洋平臺(tái)的兩浮筒之間并位于待試驗(yàn)設(shè)備下方；

將帶有索具的平衡梁放置或懸掛在待試驗(yàn)設(shè)備上，并將所述索具連接在所述駁船上；

逐漸排出所述浮式海洋平臺(tái)的壓載水，使所述浮式海洋平臺(tái)上升的同時(shí)帶動(dòng)所述駁船上升，所述駁船吃水減小，當(dāng)所述駁船上升到所需高度時(shí)，進(jìn)入負(fù)荷試驗(yàn)狀態(tài)，使所述駁船在所需高度處保持一段時(shí)間，觀測(cè)待試驗(yàn)設(shè)備是否變形，若不變形，則滿足負(fù)荷試驗(yàn)的強(qiáng)度要求，若發(fā)生變形，則不滿足負(fù)荷試驗(yàn)的強(qiáng)度要求。

所述的設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法，還進(jìn)一步包括以下步驟：當(dāng)待試驗(yàn)設(shè)備不能承受試驗(yàn)負(fù)荷而出現(xiàn)變形時(shí)，快速增加所述浮式海洋平臺(tái)的壓載水，減少試驗(yàn)負(fù)荷。

所述的設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法，在將所述索具連接在所述駁船上之前，還包括以下步驟：增加所述浮式海洋平臺(tái)的壓載水，保持駁船吃水不變，減小所述駁船與所述平臺(tái)間的直線距離，使所述索具能夠連接在所述駁船上。

所述的設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法，當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上待試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，所述兩個(gè)或兩個(gè)以上待試驗(yàn)設(shè)備的最大負(fù)荷不超過整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的最大負(fù)荷，所述整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的最大負(fù)荷是指當(dāng)所述駁船的底面脫離水面時(shí)而施加在所述待試驗(yàn)設(shè)備的負(fù)荷。

所述的設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法，還包括以下步驟：

當(dāng)完成一個(gè)待試驗(yàn)設(shè)備的負(fù)荷試驗(yàn)而進(jìn)入另一待試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)時(shí)，將帶有索具的平衡梁從試驗(yàn)完成的設(shè)備移至所述另一待試驗(yàn)設(shè)備上，增加或減少所述浮式海洋平臺(tái)的壓載水，使所述駁船的吃水深度滿足所述另一待試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)負(fù)荷，保持該試驗(yàn)負(fù)荷一段時(shí)間，觀測(cè)所述另一待試驗(yàn)設(shè)備是否變形，若不變形，則滿足負(fù)荷試驗(yàn)的強(qiáng)度要求，若發(fā)生變形，則不滿足負(fù)荷試驗(yàn)的強(qiáng)度要求。

所述的設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法，所述平衡梁上還掛有測(cè)力傳感器，所述測(cè)力傳感器連接所述索具，通過所述測(cè)力傳感器顯示的數(shù)值調(diào)整所述浮式海洋平臺(tái)的壓載水，使所述駁船的吃水深度滿足所述待試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)負(fù)荷。

所述的設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法，所述待試驗(yàn)設(shè)備為浮式海洋平臺(tái)上的臺(tái)車、套管張緊器或頂驅(qū)。

所述的設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法，當(dāng)所述待試驗(yàn)設(shè)備為臺(tái)車時(shí)，進(jìn)入負(fù)荷試驗(yàn)狀態(tài)時(shí)，保持負(fù)荷一段時(shí)間并使臺(tái)車沿軌道運(yùn)行全程。

所述的設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法，所述臺(tái)車、所述套管張緊器和所述頂驅(qū)位于所述平臺(tái)的非露天區(qū)域。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明的設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法將駁船和放置于待試驗(yàn)設(shè)備上的平衡梁通過索具連接在一起，并利用浮式海洋平臺(tái)自身的壓載水系統(tǒng)來升降駁船，調(diào)整駁船的吃水深度，進(jìn)而調(diào)節(jié)施加在待試驗(yàn)設(shè)備上的試驗(yàn)負(fù)荷，籍此，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的負(fù)荷試驗(yàn)。本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，不需要在空中向駁船加水，只需通過增加或減少浮式海洋平臺(tái)自身的壓載水，調(diào)整駁船的吃水深度，即可調(diào)整施加在待試驗(yàn)設(shè)備上的試驗(yàn)負(fù)載，該操作方法簡(jiǎn)單、安全性高。同時(shí)，本發(fā)明的方法可用于自身不具有升降能力的設(shè)備和具有升降能力的設(shè)備的負(fù)荷試驗(yàn)，適用范圍廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的浮式海洋平臺(tái)的待試驗(yàn)設(shè)備處于試驗(yàn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法的步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

海洋工程領(lǐng)域中，浮式海洋平臺(tái)（例如，半潛式浮式鉆井平臺(tái)）上配置的設(shè)備，例如，臺(tái)車、套管張緊器、頂驅(qū)等，都必須進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)，以評(píng)測(cè)設(shè)備在預(yù)設(shè)負(fù)荷的情況下，性能是否穩(wěn)定。本發(fā)明針對(duì)浮式海洋平臺(tái)，提出一種設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法，本發(fā)明巧妙的利用浮式海洋平臺(tái)自身的壓載水系統(tǒng)，通過使浮式海洋平臺(tái)上浮的浮力來反向負(fù)重，以達(dá)到負(fù)荷試驗(yàn)的效果。

請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明的浮式海洋平臺(tái)的待試驗(yàn)設(shè)備處于試驗(yàn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。浮式海洋平臺(tái)包括平臺(tái)11、浮筒12和連接浮筒12和平臺(tái)11的立柱13。待試驗(yàn)設(shè)備15位于該平臺(tái)11的非露天區(qū)域。駁船17作為試驗(yàn)時(shí)的負(fù)重，位于兩浮筒12之間并通過索具16與待試驗(yàn)設(shè)備15連接。該待試驗(yàn)設(shè)備15可為臺(tái)車、套管張緊器或頂驅(qū)。

具體的，本發(fā)明針對(duì)浮式海洋平臺(tái)，提出的一種設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法，請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法的步驟流程圖。

步驟s1：根據(jù)待試驗(yàn)設(shè)備15的實(shí)際需求，計(jì)算出需要向駁船17注入的水量以及浮式海洋平臺(tái)試驗(yàn)時(shí)的吃水深度。

由于不同的試驗(yàn)設(shè)備所能承受的負(fù)荷不同，因此需根據(jù)待試驗(yàn)設(shè)備15本身的性能計(jì)算出需向駁船17注入的水量。待試驗(yàn)設(shè)備15所承受的負(fù)載重量等于：駁船自重、駁船內(nèi)壓載水重量和索具重量三者重量的總和減去駁船所受的浮力。

浮式海洋平臺(tái)試驗(yàn)時(shí)的吃水深度需根據(jù)駁船17的吃水深度而設(shè)定，以保證駁船17的吃水深度能夠達(dá)到待試驗(yàn)設(shè)備15的負(fù)荷要求。

步驟s2：向駁船17中注入上一步計(jì)算出的壓載水使駁船17具有一定吃水深度，并將駁船17移動(dòng)至浮式海洋平臺(tái)的兩浮筒12之間并位于待試驗(yàn)設(shè)備15下方。

向駁船17注入壓載水時(shí)，可在岸邊注入，操作方便，安全性也高，同時(shí)在注入時(shí)，應(yīng)注意均勻加載，避免駁船17出現(xiàn)偏載的情況。

步驟s3：將帶有索具的平衡梁放置或懸掛在待試驗(yàn)設(shè)備15上，并將索具16連接在駁船17上。

當(dāng)待試驗(yàn)設(shè)備15為臺(tái)車、套管張緊器時(shí)，將平衡梁放置在臺(tái)車的臺(tái)面上或套管張緊器的底座上，當(dāng)待試驗(yàn)設(shè)備為頂驅(qū)時(shí)，將平衡梁直接懸掛在頂驅(qū)的吊環(huán)上。

為了使索具16能夠更方便地連接到駁船17上，還包括以下步驟：增加浮式海洋平臺(tái)的壓載水，保持駁船17吃水不變，使浮式海洋平臺(tái)下沉而減小駁船17與平臺(tái)11上的平衡梁之間的直線距離。

步驟s4：逐漸排出浮式海洋平臺(tái)的壓載水，使浮式海洋平臺(tái)上升的同時(shí)帶動(dòng)駁船17上升，駁船17吃水減小，當(dāng)駁船17上升到所需高度時(shí)，進(jìn)入負(fù)荷試驗(yàn)狀態(tài)，使駁船17在所需高度處保持一段時(shí)間，觀測(cè)待試驗(yàn)設(shè)備15是否變形，若不變形，則滿足負(fù)荷試驗(yàn)的強(qiáng)度要求，若發(fā)生變形，則不滿足負(fù)荷試驗(yàn)的強(qiáng)度要求。

在步驟s4中，當(dāng)待試驗(yàn)設(shè)備15為臺(tái)車時(shí)，且進(jìn)入負(fù)荷試驗(yàn)狀態(tài)時(shí)，保持負(fù)荷一段時(shí)間并使臺(tái)車沿軌道運(yùn)行全程。

在步驟s4中，當(dāng)駁船17上升到所需高度時(shí)，此處，所需高度是指駁船17試驗(yàn)時(shí)的吃水深度。駁船17在試驗(yàn)之前的吃水深度和處于試驗(yàn)狀態(tài)時(shí)吃水深度存在高度差，高度差越大，試驗(yàn)負(fù)荷也越大，因此，隨著駁船17吃水的減少，施加至待試驗(yàn)設(shè)備15上的負(fù)載也越大。當(dāng)駁船17的吃水深度為0時(shí)，駁船17不受浮力的作用，施加至待試驗(yàn)設(shè)備15上的負(fù)載最大。

試驗(yàn)中，可根據(jù)待試驗(yàn)設(shè)備15的試驗(yàn)負(fù)荷的大小，將駁船脫離水面或不脫離水面。

在步驟s4中，若觀測(cè)到待試驗(yàn)設(shè)備15出現(xiàn)變形的緊急情況時(shí)，可快速增加浮式海洋平臺(tái)的壓載水，增加浮式海洋平臺(tái)的吃水深度，駁船17的吃水也隨著增加，施加在待試驗(yàn)設(shè)備15上的試驗(yàn)負(fù)荷也快速減小。因此，通過調(diào)節(jié)浮力和重力的關(guān)系，使試驗(yàn)過程更加柔和，一旦發(fā)生緊急情況時(shí)，可立即解除待試驗(yàn)設(shè)備15的負(fù)荷，保證了待試驗(yàn)設(shè)備15和駁船17的安全。

更優(yōu)的，平衡梁上還掛有測(cè)力傳感器14，該測(cè)力傳感器14連接索具16，通過測(cè)力傳感器14顯示的數(shù)值調(diào)整浮式海洋平臺(tái)的壓載水，籍此，可以更加精確地，使駁船17的吃水深度達(dá)到待試驗(yàn)設(shè)備15的試驗(yàn)負(fù)荷。

上述步驟s1至s4除了可用于單個(gè)待試驗(yàn)設(shè)備的負(fù)荷試驗(yàn)外，還可用兩個(gè)或兩個(gè)以上待試驗(yàn)設(shè)備的負(fù)荷試驗(yàn)，該兩個(gè)或兩個(gè)以上的最大負(fù)荷不超過整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的最大負(fù)荷，即在駁船17脫離水面時(shí)施加在待試驗(yàn)設(shè)備15上的負(fù)載。當(dāng)需對(duì)第二個(gè)設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，在上述步驟s1至s4的基礎(chǔ)上，進(jìn)行步驟s5操作：

步驟s5:當(dāng)完成一個(gè)待試驗(yàn)設(shè)備15的負(fù)荷試驗(yàn)后，進(jìn)入另一待試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)，將帶有索具的平衡梁從試驗(yàn)完成的設(shè)備移至另一待試驗(yàn)設(shè)備上，增加或減少浮式海洋平臺(tái)的壓載水，使駁船的吃水深度滿足該另一待試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)負(fù)荷；保持該負(fù)荷一段時(shí)間，觀測(cè)該另一待試驗(yàn)設(shè)備是否變形，若不變形，則滿足負(fù)荷試驗(yàn)的強(qiáng)度要求，若發(fā)生變形，則不滿足負(fù)荷試驗(yàn)的強(qiáng)度要求。

在步驟s5中，為了使駁船17的吃水深度滿足待試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)負(fù)荷，可通過人員觀測(cè)的方式，逐漸增加或減少浮式海洋平臺(tái)的壓載水；或通過測(cè)力傳感器14顯示的數(shù)值來調(diào)整浮式海洋平臺(tái)的壓載水。

如需測(cè)量第三個(gè)待試驗(yàn)設(shè)備，重復(fù)步驟s5即可，依次類推，直至完成第n個(gè)待試驗(yàn)設(shè)備的負(fù)荷試驗(yàn)。

本發(fā)明設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法可在一次試驗(yàn)中完成多個(gè)待試驗(yàn)設(shè)備的負(fù)荷試驗(yàn)，即在整個(gè)試驗(yàn)過程中，除第一個(gè)待試驗(yàn)設(shè)備需完成步驟s1至步驟s4外，從第二個(gè)待試驗(yàn)設(shè)備開始，只需按步驟s5操作即可，以下舉一例子說明，即，用上述方法在一次試驗(yàn)中完成臺(tái)車和套管張緊器的負(fù)載測(cè)試：

步驟s11:根據(jù)臺(tái)車的實(shí)際需求，計(jì)算出需要向駁船注入的水量以及浮式海洋平臺(tái)試驗(yàn)時(shí)的吃水深度；

步驟s12:向駁船中注入上一步計(jì)算出的壓載水使駁船具有一定吃水深度，并將駁船移動(dòng)至浮式海洋平臺(tái)的兩浮筒之間并位于臺(tái)車下方；

步驟s13:將帶有索具的平衡梁放置在臺(tái)車的臺(tái)面上，并將索具連接在駁船上；

步驟s14:逐漸排出浮式海洋平臺(tái)的壓載水，使浮式海洋平臺(tái)上升的同時(shí)帶動(dòng)駁船上升，駁船吃水減小，當(dāng)駁船上升到所需高度時(shí)，進(jìn)入負(fù)荷試驗(yàn)狀態(tài)，使駁船在所需高度處保持一段時(shí)間，并使臺(tái)車沿軌道運(yùn)行全程，觀測(cè)臺(tái)車的臺(tái)面是否變形，若不變形，則滿足負(fù)荷試驗(yàn)的強(qiáng)度要求，若發(fā)生變形，則不滿足負(fù)荷試驗(yàn)的強(qiáng)度要求。

步驟s15:將帶有索具的平衡梁從臺(tái)車的臺(tái)面上取下并移至套管張緊器的底座上，增加或減少浮式海洋平臺(tái)的壓載水，使駁船的吃水深度滿足套管張緊器的試驗(yàn)負(fù)荷；

保持該負(fù)荷一段時(shí)間，觀測(cè)套管張緊器是否變形，若不變形，則滿足負(fù)荷試驗(yàn)的強(qiáng)度要求，若發(fā)生變形，則不滿足負(fù)荷試驗(yàn)的強(qiáng)度要求。

通過上述步驟s11至步驟s15，一次試驗(yàn)完成臺(tái)車和套管張緊器的試驗(yàn)負(fù)載，如此，縮短了設(shè)備的試驗(yàn)時(shí)間，進(jìn)一步縮短了浮式海洋平臺(tái)的建造時(shí)間。

此外，若待試驗(yàn)設(shè)備自身具有升降能力時(shí)，例如，頂驅(qū)，仍然可使用上述步驟s11至步驟s14實(shí)現(xiàn)負(fù)荷試驗(yàn)的目的，同時(shí)，因?yàn)轫旘?qū)本身具有升降能力，還可采用另一種方法，即可通過自身的升降來調(diào)整駁船的吃水深度，籍此，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)負(fù)荷的調(diào)整。

本發(fā)明的設(shè)備負(fù)荷試驗(yàn)的方法將駁船和放置于待試驗(yàn)設(shè)備上的平衡梁通過索具連接在一起，并利用浮式海洋平臺(tái)自身的壓載水系統(tǒng)來升降駁船，調(diào)整駁船的吃水深度，進(jìn)而調(diào)節(jié)施加在待試驗(yàn)設(shè)備上的試驗(yàn)負(fù)荷，籍此，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的負(fù)荷試驗(yàn)。本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，不需要在空中向駁船加水，只需通過增加或減少浮式海洋平臺(tái)自身的壓載水，調(diào)整駁船的吃水深度，即可調(diào)整施加在待試驗(yàn)設(shè)備上的試驗(yàn)負(fù)載，該操作方法簡(jiǎn)單、安全性高。同時(shí)，本發(fā)明的方法可用于自身不具有升降能力的設(shè)備和具有升降能力的設(shè)備的負(fù)荷試驗(yàn)，適用范圍廣。

當(dāng)待試驗(yàn)設(shè)備出現(xiàn)變形等緊急情況時(shí)，可通過快速增加浮式海洋平臺(tái)壓載水的方式解除施加在設(shè)備上的負(fù)荷，該操作方式比較柔和，并能迅速解除危機(jī)，保證待試驗(yàn)設(shè)備和駁船的安全。

本發(fā)明的方法還可在一次試驗(yàn)中，完成多個(gè)設(shè)備的負(fù)荷試驗(yàn)，進(jìn)一步降低了試驗(yàn)成本，縮短了試驗(yàn)時(shí)間，進(jìn)而也縮短了平臺(tái)的建造周期。以上僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，并非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。