５２卷增刊２ 中 困 造 船 ２０１ １年９月 ＳＨＩＰＢＵＩＬＤＩＮＧ ＯＦ ＣＨＩＮＡ Ｖｏ１．５２ Ｓｐｅｃｉａｌ ２ Ｓｅｐ．２０Ｉ１
文章编号：１０００．４８８２（２０１ １）Ｓ２．０３７７—０９
ＨＸＪ１ ８０ＭＢ海洋修井机移运结构改造技术分析
关双会 ，周洪军 ，沈国华 ，边作森 ，陈金稳
（１．中海油能源发展油建渤海装备分公司，天津３００４５２；２．中海油天津分公司，天津３００４５２）
摘要 针对海洋修井机在结构方面进行的技术升级改造，详细论述了ＨＸＪＩ８０ＭＢ海洋修井机在安装应用于渤 海油田ＣＢ．Ｂ平台时所进行的适应性技术改造设计工作的内容、方法和思路，使修井机满足该平台的整机纵 横移运操作需求。对修井机原有结构设计不足及不符合要求之处，提出了技术解决方案。设计思想和技术方 案可供类似的海洋石油平台及修井机在设计或技术改造升级时借鉴与参考，以增强海洋工程设备、设施设 计工作的全面性。
关 键 词：海洋钻修井机；整机纵横滑移结构；适应性技术改造；全面优化设计
０ 引 言
海洋油田根据开发情况要求，一些海洋边际小平台（井１５１数量较少）不设置永久性修井机，通常
考虑为几个小平台共用一台其他平台所属修井机或移动钻修井设备来完成修井作业任务。此外，大吨
位修井机被开发应用到老平台上实施调整井增产作业任务等，是导致出现修井机机动至非所属平台上
应用情况出现的主要原因。海洋修井机总体为组块式结构，移动方便，安装快捷，经济性强也为修井
机跨平台应用提供了支持条件。
１ 海洋修井机不同平台适应性改造工作的共通性问题
一台既有修井机应用于非原设计平台上时，为使修井机与应用平台已有的设施、井口及井口区布
置情况相适应，都需要进行必要的技术升级改造工作。一般情况下，不能与平台需求相匹配的主要修
井机结构为下底座总成部分，所存在的问题主要有如下几项：
（１）下底座支撑腿跨距值与应用平台导轨跨距值不同；
（２）修井机不能达到极限井口位置对中的要求；
（３）修井机下底座结构不能满足平台纵横两向整机移运的工况需求；
（４）下底座步行装置及滑靴与平台导轨接口基本设计数据不一致。 根据以往所实施的海洋修井机应用于非所属平台时，对修井机所采取的技术改造工作的内容分析 来看，基本是上述几项内容中的一项或二项内容。而在ＨＸＪ１８０ＭＢ可搬迁式海洋修井机安装应用于
ＣＢ—Ｂ平台时，上述几项内容全部都根据ＣＢ．Ｂ平台的实际需求情况进行了技术升级改造工作。因为
不同的修井机，不同的平台情况，具体的技术方案不同，但基本原理及原则是一致的。下面就
ＨＸＪ１８０ＭＢ修井机在ＣＢ－Ｂ平台上的实际技术改造情况，针对共通性问题的第３与４项内容进行详细
分析说明。
３７８ 中 国 造 船 学术论文
２ ＨＸＪ１ ８０ＭＢ海洋修井机原设计移运结构
２．１ 海洋修井机功能设计方式
通常的设计工作中，起始切入点可以从两个方面进行，一个方面是提出设备功能需求，设计工作中
可以围绕这个点去开展，最终使设计成果达到设备功能需求，另外一个方面是依据以往的设计思路， 通过修改不同的数据，使设计内容从不具备直至到具备相应功能，通过不断地去完善使之适应既有功
能的需求，可以称之为“母型法”。由于ＨＸＪ１８０ＭＢ海洋修井机原结构设计中所要求的整体移运功能，
只需适应单井区内的丛式井群的作业要求即可，而对于类似ＣＢ—Ｂ平台错位布置的两井口区间的移运
功能是不具备的。因其整体结构设计时只考虑了一种直线移运操作工况，而对于两错位两井区间十
字交叉移运的功能是没有考虑的。
２．２海洋修井机工作平台井口设置形式 目前国内海洋平台常规平台井口布置设计为单井区丛式井群如图ｌ所示。个别平台为同导道双井区丛
式井群结构如ＮＢ３５—２平台等。井Ｉ５１区布置如图２所示。而ＣＢ．Ｂ平台为早期国外设计，其井口区布
置形式较目前所设计平台有所不同，为错位双井口区布置，如图３所示。
图１ 单井区丛式井群布置示意图
２．３ ＨＸＪ １ ８０ＭＢ海洋修井机移运结构简述
ＨＸＪ１８０ＭＢ可搬迁海洋修井机，非工作状态下外形尺寸为１８０００ｍｍｘｌ７５００ｍｍｘ１８０００ｍｍ，工作
状态下外形尺寸为１ ８０００ｍｍｘ】７５００ｍｉｎｘ ４２６５０ｍｍ，自身总质量为２２４ｔ，其中下底座重量为５６ｔ，上底
座总成重量为１３５ｔ，井架总成质量为３３ｔ。这样一台修井机让其在平整连续的轨道上面顺利移动就已
经是一件十分不容易的事情，而ＣＢ—Ｂ项目中需要的是纵横十字交叉式移运功能。 针对ＣＢ—Ｂ平台安装应用ＨＸＪ１８０ＭＢ海洋修井机需要能够符合纵横十字交叉滑移的功能要求，
ＨＸＪ１８０ＭＢ修井机所存在问题丰要可从以下几方面说明。
５２卷增刊２ 天双会，等：ＨＸＪ１８０ＭＢ海洋修井机移运结构改造技术分析 ３７９
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图２双井区丛式井群布置示意图
图３ ＣＢ—Ｂ－Ｔ－台错位双井区丛式井群布置示意图 ．
（１）Ｆ底座结构及支撑架结构的不利设计 ＨＸＪ１ ８０ＭＢ修井机下底座主结构设计为单侧双梁，共设计有两组如图４所示，此结构形式与常规
修井机下底座主结构如图５所示，设计区别较大。由图４可知看出，双梁结构情况下，下底座单侧结
构就有四个支点与导轨接触，两组则共有八个支点，虽然支点多，单个支点承载减少，但考虑受建造
误差及装配误差影响，八个支点受力承载易出现不均匀的情况，导致局部应力增大，对整体结构安全 是不利的。而常修井机一侧只有两个支点，共计为四个支点。此外下底座支撑腿同侧一组内的两立柱
间连接结构强度不足，同时接触导轨时没有问题，但在ＣＢ—Ｂ井区间移运操作时就会出现有部分支点 ３８ｏ 学术论文
是悬空的情况，此时仅是修井机自身重量情况下，悬空腿支点变形下沉量较大，约有１Ｏｍｍ，此处
足之处还有一点，便是其没有将两支点底板连接形成一个整体，除两立柱连接强度不足外，此处的小
足对移运影响是相当大的。此位置处的设计建议其加强同一位置处的支点问的整体强度及结构功能的
一致性。材料增；ＤＨ￣Ｉｃ多，但起到的效果却是很大的，支撑及支点设计为如图６所示的结构形式，这种
结构的适应性会更强。
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图４ ＨＸＪ１８０ＭＢ修井机下底座结构及支点示意图
左导轨梁
１ ●—ｊ———————— ．／／单梁结构
－ 一 ｔ ， －Ｊ一， Ｌ————————－ｕ 一 右导轨梁
● ．．． 一 一 一 ‘ ．／单梁结构
下移动俯视图
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常规修井机下底座结构及支点示意图 ５２卷增刊２ 火双会，等：ＨＸＪ１ ８０ＭＢ海洋修井机移运结构改造技术分析
图６下底座支腿支点连接成一体 图７悬 支点下沉影响
（２）左右支撑架结构连接形式的不利设计 将图４与图５进行比较，可以看出，图４中两组结构之间是采用的销轴连接，而图５中结构是焊
接连接的。此处的不同，对ＨＸＪ１８０ＭＢ修井机在ＣＢ—Ｂ上进行纵横移运功能的影响是较大的。因为销
轴连接位置处相对与焊接连接来说存在较大的变形与旋转量，当有支点悬空情况出现时，支点上面有
近２３０ｔ的质量加载在结构上面，销轴连接结构对于抵抗变形的作用是不足的。由于销轴连接结构所
造成的下沉变形量约有１０ｍｍ，对这纵横滑移功能实现来说是相当大的影响。如图７所示。
此处原设计建议可以将两组梁连接构件设计为一体的，减少需装配连接点的数量，加强连接点强 度，这样可减少结构件现场装配误差值，更可利于提高现场不同工况的适用系数。
（３）下底座滑靴及步行器结构的不利设计
ＨＸＪ１８０ＭＢ修井机下底座滑靴导向限位块结构与纵横移运导轨结构不相符合，由于通常平台上设
计布置的导轨在全长范围内是连续不问断的，而ＨＸＪ１８０ＭＢ修井机下底座滑靴结构及步行器装置中 与导轨接触主要起到导向及限位作用部件，原设计中也是基于此设计的，而ＣＢ．Ｂ平台有两个井口区， 新设计布置的导轨在纵向与横向交差位置处，在两个方向上都是有间断的，这是满足纵横滑移所必须
的结构形式，当ＣＢ—Ｂ平台这种纵横操作移运工况出现的时候，两者相互应用时就会出现技术问题。
主要问题在于在导轨间断位置处会发生导向限位块与导轨断面发生卡阻，阻碍修井机正常滑进，发现
不及时的情况下，就会发生导向限位块被撕毁的情况，或者造成液压系统超压工作。
３纵横滑移时现场主要存在的问题
３．１悬空支撑脚卡阻 井区内滑移时为八支点，而井区间移运时为四支点，下底座结构为两组独立桁架结构通过销轴连
接组成框架结构。由八支点变成四支点移运时，外侧四支点与移运导轨接触，内侧四支点悬空。由于
结构是由销轴连接成框架结构，故内侧四支点会因受力情况不同而出现下沉状况，与井区导轨翼板面
相妨碍，造成在过井区导轨交差点位置时无法滑移的情况。
当ＨＸＪ１８０ＭＢ修井机由西井区导轨向移运导轨移运时，其下底座与导轨的支点由八支点变成四
支点，此时下底座八个支点的内侧四个支点处于悬空状态，如图８所示。
３．２限位导向块卡阻撕裂 由于ＨＸＪ１８０ＭＢ修井机下底座滑靴导向块及步行器导向限位块结构与平台导轨交差点间断位置
处发生卡阻，出现了移运过程中导向块被撕裂的情况，如图９所示。下底座滑靴导向块及步行器原配 ３８２ 学术论文
套的导向限位块结构不能满足现场实际工作的需要。需要进行改进。
圈８支腿内侧悬窄支点 图９导向限位块被破坏
３．３导轨平面度误码差过大
渤海油田ＣＢ—Ｂ平台是采用的国外的设计思路完成的，平台设计建造模式为三座分体组块在海上
焊接组合形成一座整体平台，三部分模块海上安装后，历经较长的时间后，其沉降程度不一致，使其
整体平面度公差较火，造成修井机移运所要求的平台导轨安装平面度公差值不能保证，改造安装后的
平台导轨形位公差值约４５ｒａｍ，超出修井机设计移运导轨平面度公差值最大５ｒａｍ的９倍，这会给悬
空支点跨越造成了更大的难度。由于修井机在ＣＢ．Ｂ平台安装使用时，需要在两井区间进行横向及纵
向十字交叉滑移，才能满足两井区的作业需求。平台导轨安装时，如只考虑横向或纵向形位公差比较
容易，但是如果要保证纵横两个方向的形位公差，保证修井机的滑移要求，难度倍增。因平台原有结
构中没有在两井区间滑移导轨所需的承载梁，需要重新加装，由于平台是由三部分组成的，所以承载
梁加装时并不能有效保证导轨安装所需的形位公差要求。
４技术改进方案分析
４．１ 下底座两支腿连接强度及支点底板同步性改进 根据ＨＸＪ１８０ＭＢ修井机下底座支撑腿结构强度不足下沉量大的情况及同一支撑腿上两支点底座
板在移运卡阻情况下移动及受力传递不同步的情况，对两处结构进行了改进。设计改进前的下底座支
腿结构如图１０所示，设计改进后的下底座支腿结构如图１ １所示。
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下底座支腿结构改进后