[发明专利]一种圆筒形深海钻井平台分段合拢尺寸精度设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程装备的精度设计技术领域，特指一种圆筒形深海钻井平台分段合拢尺寸精度设计方法。 

背景技术

随着近海石油资源的限制和开发的逐渐饱和，向深海发展已成为世界大国争夺能源先机和发展的战略主动权的当务之急，圆筒形深海钻井平台是目前深海浮动式移动平台中的最新模型，由于其尺寸巨大，建造分段多，同时又要保证其建造精度，实现无余量建造，因此它的设计技术含量高、建造难度大，焊接工艺要求严格，需要大量高尖端核心技术的支持。

圆筒形深海钻井平台内部结构复杂，实际建造过程中，难以保证各分段焊合后总体的尺寸精度，原因主要表现为以下几点:(1)圆筒形深海钻井平台本身是大型钢结构，安装和焊接时产生的应力和变形使得圆筒形深海钻井平台结构发生收缩变形，尺寸精度难以保证；（2）圆筒形深海钻井平台超大超重，分段划分多，焊接周期长，工序多，导致累积误差比较大；（3）焊接过程为人工操作，误差难以设计，焊接过程变形复杂，掌握变形规律较困难。因此在圆筒形深海钻井平台分段划分过程中必须进行全面的精度设计，计算累积误差，分配公差，预计焊缝收缩变形量，以实现全面分段无余量制造，使圆筒形深海钻井平台焊接后达到工作精度要求。 

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是要提供一种大型海工装备圆筒形深海钻井平台分段无余量制造下合拢精度设计的方法，对圆筒形深海钻井平台进行分段划分后，应用尺寸链原理，对各分段进行精度分配，应用船舶分段补偿量计算方法，以焊接变形补偿量代替余量，使分段实现无余量建造，进行含有补偿量的尺寸链计算，得到各分段合拢的合理公差范围，保证合拢焊接后各分段间的尺寸精度，节省工时及材料，确保圆筒形深海钻井平台工作要求。 

为了达到上述目的，本发明采取了如下技术方案：一种圆筒形深海钻井平台分段合拢尺寸精度设计方法，其特征是该方法包括以下步骤： 

1. 对圆筒形深海钻井平台进行分段划分，按照焊接要求沿圆筒形深海钻井平台轮廓周长方向逆时针依次等分为8个扇形分段1、2、3、4、5、6、7、8，在此基础上，将每一个扇形分段沿圆筒轮廓径向由圆心向外等分为3个扇形子段XA、XB、XC，其中X代表各扇形子段所属的扇形分段的标号，扇形子段上的角点按照各扇形子段上逆时针方向标为XY1、XY2、XY3、XY4，其中XY代表各角点所属扇形子段的标号，使用XYL、XYI、XYR、XYO分别代表圆弧子段的左侧边、内侧边、右侧边、外侧边。

2. 定义扇形子段的角度尺寸：以扇形分段1和8的交线为X轴，以圆筒形深海钻井平台轮廓的圆心为原点，定义每个扇形子段上同一圆弧上两角点间的角度差αXYN、αXYW，其中N代表扇形子段内圆弧的角度，W代表扇形子段外圆弧的角度，各扇形子段圆弧总尺寸为360°，用符号A代替。 

3. 定义扇形子段的长度尺寸：定义扇形子段上各角点与原点间的尺寸RXY1、RXY2、RXY3、RXY4 ，圆筒形深海钻井平台轮廓直径尺寸为D。 

4. 将上述确定的分段尺寸划分为分段基本尺寸、焊缝尺寸、收缩变形补偿量三个部分。确定预留焊缝尺寸，采用船体零部件补偿量的计算方法计算并确定焊接收缩变形量，根据各分段确定的尺寸及公差加放收缩量，以变形量代替加工余量。 

5. 将分段基本尺寸、焊缝距离、收缩补偿量组成封闭尺寸链，计算尺寸误差以及分配补偿公差，确定分段的最终基本尺寸和公差。 

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明对圆筒形深海钻井平台进行分段划分后，应用尺寸链原理，对各分段进行精度分配，应用船舶分段补偿量计算方法，以焊接变形补偿量代替余量，使分段实现无余量建造，进行含有补偿量的尺寸链计算，得到各分段合拢的合理公差范围，保证合拢焊接后各分段间的尺寸精度，节省工时及材料，确保圆筒形深海钻井平台工作要求。 

附图说明

图1是圆筒形钻井平台分段划分布置图； 

图2是圆筒形钻井平台扇形子段标号说明图；

图3是圆筒形钻井平台任意扇形子段角度尺寸标注示意图；

图4是圆筒形钻井平台任意扇形子段长度尺寸标注示意图；

图5是圆筒形钻井平台任意扇形子段内侧角度尺寸链示意图；

图6是圆筒形钻井平台任意扇形子段外侧角度尺寸链示意图；

图7是圆筒形钻井平台任意扇形子段左侧长度尺寸链示意图；

图8是圆筒形钻井平台任意扇形子段右侧长度尺寸链示意图。

具体实施方式