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自升式钻井平台升降RPD测量及应用分析

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龚军徐立祥李绪党

【摘要】RPD（RackPhaseDifference）是同一桩腿上不同主弦管齿条升降的差异，也可反映桩腿弦管与船体的相对水平和受力状态。目前，国内外先进自升式钻井平台都配有RPD监测系统，比如FG公司JU-2000E平台、GustoMSC公司CJ46平台，BMC375平台等；本文主要结合海洋石油943平台升降系统，详细介绍自升式钻井平台RPD的测量方法和应用，并对不同状态的RPD进行分析，为平台使用提供参考。

【关键词】RPD（RackPhaseDifference）；固桩区；压载

【Abstract】TheRPDismeasurabledifferenceintheverticalpositionofthechordsrelativetooneanotherwithinanindividualleg；theunevenloadinginalegcausesRPDandalsoresultsinlargeloadsbeingtransferredtolegsdiagonalbraces.HerebyrefertoHYSY943jackingsystemtodescribethemeasurementandanalysisforRPDindifferentstatus.

【Keywords】

0前言

近年来，随着海洋油气田的开发和利用，自升式钻井平台不断向深水领域进军，其自身的结构安全越来越受到各方的关注，尤其表现在平台就位、升降船、压载等工况下。如果遇到海底地质情况复杂，海床不平、地层强度不均等因素，影响平台的作业安全，导致平台升降、压载作业不能顺利完成，严重的会引起桩腿撑管变形及设备受损。如能及时了解和掌握桩腿与平台的水平状态，弦管与固桩区间隙是否符合升降作业要求，就能有效避免事故发生。为此，国内外先后对桩腿受力状态及升降边界条件进行分析和研究，推出了RPD监测系统。

1升降系统RPD介绍及测量方法

1.1升降系统简介

海洋石油943平台为JU2000E船型，该平台船型为三角形船体，带有3个三角形桁架式结构的桩腿，每个桩腿由下端的桩靴支撑。升降系统采用NOV-BLM公司的C150EF产品，每个桩腿18套升降单位，全船共54套。每个升降单元上安装负荷传感器，显示升降齿轮受力情况，升降速度为每分钟0.46m。

1.2RPD监测装置

在每个桩腿弦管各安装一套高度传感器（HeightDetector），用于监测平台与桩腿的相对距离，即升降船的高度。RPD（RackPhaseDifference）监测装置便利用高度传感器的反馈信号，通过简单逻辑运算，最终在中控操作台上显示RPD值，即每个桩腿的3个弦管相对于桩腿标高的偏差。在RPD监测系统中，可以设定RPD报警值，便于及时发现和预警异常情况，极大减小和降低了风险。

1.3RPD测量与计算

1.3.1RPD值测量方法

简单的说，RPD值（RackPhaseValue）也是每个弦管相对于固桩区水平面的偏差。一般使用专用工具（RPDTool）进行测量，具体测量方法大概可以分为3种。

1）在固桩区每个角上，预先各设置1个测量板（ReferencePlate），该测量板表面应进行研磨以保证测量准确可靠；在安装测量板时，每个桩腿的3个测量板必须保证在同一水平面上。测量期间，利用专用工具对准桩腿齿条，推出计量标尺，读数并记录，依次测出每个桩腿弦管的RPD值（图1）。

图1

2）在固桩区（JackHouse）顶部靠近每个弦管处，选定一个测量点，对表面进行处理，使每个桩腿3个弦管处的测量点在同一水平面上。

3）在每个弦管处设置一根测量杆，每个桩腿3个测量杆底部应在一个水平面上，并且测量杆应垂直于水平面，选用简易测量工具进行测量。

1.3.2RPD值的计算

对于3.1节介绍的3种测量方法，不论选用哪种进行测量，所测得值都需进行简单计算，然后录入RPD监测系统，标定最新的RPD值。简单计算方法可参考表1：

2RPD值原因分析及操作建议

2.1RPD值偏差主要特征

在平台工作地点海底不平整、土层强度不均匀等情况，使桩靴受力不均匀，引起平台水平偏差，在测量时表现为主弦管与水平标高的差值。

从结构受力分析为，主要指在桩腿与主船体接触部分产生较大弯矩，这种附加弯矩引起桩腿弹性变形，但并不是所有的RPD都会导致桩腿变形（图2）。

2.2RPD值偏差原因分析及操作建议

从作业情况分析，主要包括以下几种情况：

1）平台插桩位置有以前平台作业的桩靴脚印。类似平台在此处作业后，新