中石化勝利油建工程有限公司 （山東 東營(yíng) 257073） 李 震

1.工程概況

勝利作業(yè)五號(hào)平臺(tái)是勝利油田第一座自主建造的齒輪齒條 升降的修井作業(yè)平臺(tái)。平臺(tái)主體型長(zhǎng)43m，型寬36m，型深4.7m，重為3327t，配有三根圓柱形樁腿，樁腿長(zhǎng)60m（見(jiàn)圖1），主要適用于4500m深度范圍內(nèi)直井、斜井的大修、小修作業(yè)。作業(yè)范圍為渤海灣水深5～25m內(nèi)泥砂質(zhì)海底的海域。平臺(tái)設(shè)有動(dòng)力系統(tǒng)、移動(dòng)修井作業(yè)系統(tǒng)、船用設(shè)備及生活設(shè)施等，具有提供生產(chǎn)、生活、動(dòng)力和外輸以及人員居住等功能。升降系統(tǒng)如圖2所示。

圖1 勝利作業(yè)五號(hào)平臺(tái)

圖2 升降系統(tǒng)

2.焊接難點(diǎn)

升降系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)平臺(tái)升降的重要組成部分，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，板材較厚，焊縫密集，組對(duì)和焊接變形對(duì)系統(tǒng)總裝精度影響較大。如圖3所示，上下筒體導(dǎo)向環(huán)控制樁腿的整體垂直度，上下齒條導(dǎo)向槽控制齒條與齒輪的嚙合精度。根據(jù)設(shè)計(jì)圖樣，升降系統(tǒng)的總裝精度要求為：①齒輪箱垂直度≤0.5mm。②齒輪齒條嚙合精度偏差±0.5mm。③樁腿與導(dǎo)向環(huán)、齒條與導(dǎo)向槽的配合間隙偏差≤6.5mm。

圖3 升降系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.關(guān)鍵焊接工藝

（1）焊前準(zhǔn)備 為控制各個(gè)部件在安裝焊接時(shí)的變形，制定以下措施：①通過(guò)優(yōu)化分段合攏的焊接順序等措施，保證平臺(tái)主體及圍阱區(qū)的安裝精度。②通過(guò)優(yōu)化樁腿分段吊裝合攏的焊接順序及其他控制措施，保證樁腿的整體尺寸精度。③通過(guò)控制固樁架各部件在組裝時(shí)的焊接順序，保證固樁架各個(gè)部件的安裝尺寸精度。

由于整個(gè)升降系統(tǒng)焊接量較大，焊接所引起的受損量不宜控制，為保證在焊接完成后達(dá)到設(shè)計(jì)要求的精度，在施工之前首先需要確定各個(gè)焊縫收縮量的變化，為此，首先進(jìn)行了4組試驗(yàn)確定焊縫的收縮量。①模擬試驗(yàn)分段合攏縫的焊接，測(cè)量焊縫收縮量。②模擬試驗(yàn)樁腿筒體環(huán)縫的焊接，測(cè)量焊縫收縮量。③結(jié)合齒條對(duì)接縫的焊評(píng)試驗(yàn)，測(cè)量焊縫收縮量。④模擬固樁架現(xiàn)場(chǎng)組裝的焊接，測(cè)量焊縫收縮量。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定各位置焊縫的收縮量如表1～表3所示。

表1 圍阱區(qū)合攏焊縫收縮量

表2 樁腿筒體合攏焊縫焊接收縮量

由表2可以看出，組對(duì)間隙小，雙面坡口，焊接收縮較明顯，板厚30mm與40mm幾乎無(wú)差別。

表3 齒條焊縫焊接收縮量

（2）主要構(gòu)件焊接順序確定 根據(jù)試驗(yàn)，確定了各個(gè)主要構(gòu)件的焊接收縮量，從而制定各個(gè)主要位置的焊接施工順序。

第一，確定平臺(tái)主體的總裝焊接順序。根據(jù)平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)的組成形式及試驗(yàn)所得到的合攏焊縫收縮量試驗(yàn)參數(shù)，先焊并排的縱焊縫，將并排的分段連成整體。然后再焊橫焊縫，將前后的大分段進(jìn)行連接。在各個(gè)分段的焊接中特別要注意的是，先焊內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)接縫，再焊板材對(duì)接縫，每道板材對(duì)接縫都從中心往兩端同步對(duì)稱施焊。

對(duì)于橫向環(huán)形合攏縫應(yīng)按照以下順序進(jìn)行合攏焊接：首先進(jìn)行甲板構(gòu)件對(duì)接縫，底板構(gòu)件對(duì)接縫，艙壁構(gòu)件對(duì)接縫；然后進(jìn)行縱艙壁及舷側(cè)對(duì)接縫按從上至下分段退焊。外板環(huán)縫安排6名焊工對(duì)稱施焊。

第二，樁腿合攏縫的焊接順序。樁腿焊接按照：筒體環(huán)焊縫→構(gòu)件合攏縫→齒條對(duì)接縫→底板合攏縫的順序進(jìn)行焊接，并由4名焊工中心對(duì)稱同步同向施焊。齒條對(duì)接則由2名焊工對(duì)稱同步施焊，這達(dá)到了焊接變形幾乎為0的效果（見(jiàn)圖4）。

圖4 樁腿筒體焊接

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)改變齒輪齒條式升降系統(tǒng)的焊接順序，有效提高了升降系統(tǒng)的安裝精度，填補(bǔ)了公司在齒輪齒條式升降平臺(tái)建造領(lǐng)域的空白，為公司開(kāi)拓市場(chǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（20140103）