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海洋平臺結構安全評估技術探析

文檔作者：陳田輝文檔來源：湛江南海西部石油勘察設計有限公司		點擊數：	更新時間： 2021年06月16日
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Academ ic
學術
機械加工產生的誤差在所難免，只有充
分了解誤差產生的原因，對其措施進行
仔細的研究， 以選擇具有針對性的措施
加以控制，降低誤差產生的影響，進而
改善加工的精確度， 以促進加工水平地
提高。
[3]朱正欣．機械制造技術[M]．北
參考文獻： 京：機械工業(yè)出版社，1999
[1]鄭渝．機械結構損傷檢測方法研 [4]楊春雷等．淺談機械加工影響配
究[D]．太原理工大學，2004 合表面的原因及對策[N]．中華建筑報，
[2]李玉平．機械加工誤差的分析 2005
[J]．新余高專學報，2005(4)
海洋平臺結構安全評估技術探析
陳田輝
(524057 湛江南海西部石油勘察設計有限公司)
摘要：工業(yè)的發(fā)展和對油氣資源的依賴將海洋油氣開發(fā)推到了新的高度，但是隨著海洋平臺老齡化的到來，海上油氣生產安全
問題逐漸凸顯出來，加強海洋平臺的結構安全評估越來越重要。本文結合海洋平臺的相關理論，從平臺完整性安全評估技術、平
臺結構疲勞損傷評估技術以及安全性評估的載荷標準和安全標準三個方面展開研究。
1．海洋平臺結構安全評估的重要性
海洋資源的勘探和開發(fā)為我國經濟
的發(fā)展提供了堅實的能源保障，海洋油
氣的開發(fā)主要是通過海洋平臺來實現(xiàn)的。
近年來，工業(yè)發(fā)展對能源的需求日益增
加，海洋油氣的開發(fā)也逐漸由淺海向深
海過渡，海上深井、超深井日益增多，
因此海洋平臺的安全性問題更加重要。
我國的海洋平臺基本上已經步入設計壽
命的中后期，有的己經達到甚至超過了
原來的設計壽命，而鉆井平臺的投資新
建往往需要耗費大量的人力、物力、財
力，要想兼具經濟效益和生產安全，就
必須全面掌握平臺的實際安全狀況，對
結構的穩(wěn)定性進行科學評估。由于海上
生產受海浪、風暴等自然因素影響較大，
在海洋油氣開采過程中海難事故常有發(fā)
生，海上油氣資源的泄露、平臺的倒塌
對海洋環(huán)境造成的破壞也是不可估量的。
因此，為了保障工業(yè)發(fā)展對油氣資源的
需求， 在注重經濟效益的同時必須確保
工作人員及海上設備的安全，定期對海
洋平臺的安全狀況進行評估。海洋平臺
結構的安全性評估在國內外都有較為深
入的研究， 這對減少海上生產事故和安
全事故具有積極作用。對海洋平臺的結
構安全性評估不僅僅是從經濟效益出發(fā)，
更是為確保安全、長久生產，通過安全
評估采取有效的修理、維護措施是安全
性評價的目的所在。
2．海洋平臺結構安全評估技術
2．1海洋石油平臺的安全完整性評估
技術
海洋石油平臺的安全完整性評估主
要是對平臺結構穩(wěn)定性狀況、影響因素、
平臺運轉情況等進行宏觀、系統(tǒng)的認識
和評價，是安全性評價中最主要的內容。
在海洋平臺的安全完整性評估中必須明
確各種評價要素，主要包括操作人員管
理、海上工作制度、平臺所處環(huán)境、結
I28 中國機械Machine China
構狀況以及平臺的區(qū)域劃分、工藝流程
等。在全面獲取并科學掌握上述評價要
素后，需要對平臺狀況進行建模分析，
從而確定合適的評估方法。由于在海洋
平臺上工作人員和生產設備高度集中，
地震、海嘯、波浪、臺風等環(huán)境因素具
有不定性，再加上油氣具有燃爆風險，
因此在進行安全性評價時必須對這些風
險因素進行綜合性評價，將可辨識的風
險因素利用有限元分析軟件進行概率評
估，進而提前采取安全預防措施。在進
行安全完整性評估的過程中，首先利用
海洋平臺的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)進行完整性的
因素分析和狀態(tài)評價；然后在此基礎上
對海上設備的高低壓系統(tǒng)進行功能完整
性分析， 并進行安全閥門檢查及流量精
確性校核；最后利用特殊計算方法對異
常工況下的平臺安全性進行評價， 以確
保在惡劣天氣條件下及特殊工作狀況下
的平臺安全，消除潛在的安全隱患。海
洋平臺安全完整性評估技術是安全性評
價的基礎部分，能夠在宏觀層面發(fā)現(xiàn)安
全隱患，指導決策者做好修整工作，保
證安全生產。
2．2海洋平臺結構疲勞損傷分析技術
結構疲勞損傷分析技術是描述平臺
長時間工作后結構狀態(tài)的一項安全性指
導技術，通常待評價的海洋平臺在結構
上都有一定程度的損傷。在海洋平臺安
全性評價中如何準確掌握平臺實際的結
構損傷狀況，并根據結構損傷狀況建立
合適的結構模型，進而指導平臺修復和
維護，成為平臺安全性評價的關鍵和目
的所在。海洋平臺結構的疲勞損傷分析
主要包括結構的無損檢測技術、累積損
傷評估及抗衰減能力分析等三個方面的
內容，這三點決定了海洋平臺的整體安
全狀態(tài)。在海洋平臺結構的服役過程中，
累積損傷和外在環(huán)境因素的作用是導致
平臺安全狀態(tài)受到破壞的主要原因，環(huán)
境因素會作用于平臺結構部件，導致部
分部件處于不安全的狀態(tài)，但受整體結
構高冗余度的影響而未表現(xiàn)出風險， 當
這種部分損傷累積達到質變時，就會導
致平臺安全性破壞。對海洋平臺結構進
行疲勞損傷分析是對目前損傷量變的評
估，展開疲勞累積理論的研究能夠根據
應力加載情況及結構本身屬性確定平臺
使用狀況及年限要求，具有現(xiàn)實指導意
義。海洋平臺的結構安全是平臺安全最
主要的方面，結構的破壞不僅會影響海
上生產，甚至會導致平臺永久性的破壞，
因此在安全性評估中對結構疲勞損傷技
術的應用具有重要意義。
2．3海洋平臺結構安全評估的載荷標
準及安全標準
在對海洋平臺進行結構分析和安全
評估的過程中必須要確定合理的載荷標
準，這樣才能科學地分析和計算出結構
構件及整體的安全性指標。由上一節(jié)的
內容可知，海洋平臺的結構安全性包括
構件的安全性和結構整體的安全性，平
臺事故的發(fā)生是構件損傷的量變導致了
結構整體損傷的質變。構件和整體的損
傷評價都是通過載荷標準和安全標準實
現(xiàn)的， 目前常用的平臺結構安全度標準
基本上采用海上結構設計標準，但由于
在進行平臺結構設計時主要是通過構件
的安全指標來確定整體安全性，結構整
體安全度標準尚不健全，因此加強對結
構安全性載荷標準及安全度標準的研究
具有重要意義。在結構安全性評價中，
安全標準的確定是有相對意義的。一方
面，不同國家經濟發(fā)展水平不同，對安
全性的要求也不同；另一方面，不同平
臺所處的海洋環(huán)境及自身的結構特征大
不相同。因此， 在進行安全性評價時必
須根據國家和平臺的實際情況進行安全
性標準的選擇和評價，這樣的評價結果
才具有實際參考價值。
3．總結
海洋平臺完整性安全評價技術、結
構損傷分析技術、安全評估的載荷標準
及安全度標準是海洋平臺安全性評價的
重要依據，加強這三方面的研究對科學
掌握平臺工作狀況、指導安全生產具有
長久意義。
參考文獻：
[1]莊力健．在役海洋石油平臺風險
分析與安全運行關鍵技術探討[J]．技術
綜述，2014(6)
Academic
學術
[2]楊壯春．海洋平臺中安全評估的
應用[J]．新技術新工藝，2013(5)
[3]陶冉冉．淺談安全評估在海洋平
臺上的應用[J]．石油與化工設備，2010
(01)
淺議抓取機常見故障及維修
曾瓊
(510760 鞍鋼聯(lián)眾(廣州)不銹鋼有限公司)
摘要：抓取機械手是利用類似像人類的手的作用，每次通過抓取來攜帶需要抓取的物品。充分地利用到類似手的機械手往返操
作抓取，尤其是可以應用于對一些產品需要進行移動或細分。抓取機械手主要作用是將一些產品根據需要移動、細分或者挑選、
甚至是在一些操作游戲功能的工序上，這些工序可以通過抓取機械手的機器來替代人工操作，從而可以節(jié)約人力資源．提高生產
效益，降低成本，實現(xiàn)快速、便捷、省力的操作。本文通過對抓取機常見的故障進行分析，在此基礎上就如何對抓取機進行維修
進行探討和分析。
前言
抓取機械手，簡稱抓取機，先是從
美國開始研制的。在1954年，美國的戴
沃爾提出了關于工業(yè)機器人的概念，還
申請了專利，該技術是借助技術控制機
器人的關節(jié)，借助人手對機器人再進行
動作示教，因為機器人能使得動作記錄
以及再現(xiàn)。抓取機械手是利用類似像人
類的手的作用，每次通過抓取來攜帶需
要抓取的物品。充分地利用到類似手的
機械手往返操作抓取，尤其是可以應用
于對一些產品需要進行移動或細分。抓
取機械手的主要作用是針對一些需要移
動、細分或者是在一些操作游戲功能的
工序上有需要的產品。
1．抓取機的類型
抓取機的種類有很多，以驅動的方
式來劃分，可以分為液壓式抓取機、氣
動式抓取機、電動式抓取機以及機械式
抓取機等； 以其所適用的范圍來劃分，
可以分為專用機械手抓取機和通用機械
手抓取機兩種： 以運動軌跡的控制方式
可以劃分為點位控制抓取機和連續(xù)軌跡
控制抓取機等。在實際運用上，通常用
作機床或者是其他機器的附加裝置，比
如在自動機床或者是在自動生產線上進
行裝卸工作和傳遞工件等等，在加工中
心中可以用作更換刀具等，就目前來看，
一般沒有獨立的控制裝置。但是需要注
意的是有些操作裝置仍然是需要由人工
進行直接操縱的。在鍛造工業(yè)中的應用
上，抓取機能夠能進一步發(fā)展它的鍛造
設備的生產能力，有利于切實改善過于
繁重和溫度高的勞動條件和勞動環(huán)境。
具體來說有這樣幾種：
一是油田鉆柱操作抓取機：此種類
型的抓取機多用于鉆井時的鉆桿以及鉆
鋌等的裝及卸工作。操作上主要的抓取機
設計有兩個，一個是坐落在一層臺井口旁
兩米處左右的，稱之為下手；另外一個是
坐落在二層臺上的中心臺，稱之為上手。
二是軟索式抓取機：此種類型的抓取
機具有全程的“漂浮”功效， 所具有
的提升位移力度要比氣動平衡吊要小的
多， 最大只有三千毫米，最大負載的有
四百五十千克。還配備有儲氣罐，這樣
如果出現(xiàn)斷氣的情況，可以繼續(xù)使用一
個循環(huán)裝置，同時還會報警，可以起到
提醒操作者的作用。
三是硬臂式助力抓取機： 在有扭
矩產生的情況下無法使用氣動平衡吊
或是軟索式助力機械手，而必須選用硬
臂式助力機械手。可以實現(xiàn)提升最大
五百千克的工件，半徑最大可以達到
三千毫米，提升高度最大兩千五百毫米。
四是多關節(jié)抓取機：此種類型的抓取機
優(yōu)點很明顯，具有動作靈活、運動慣性小、
以及能抓取靠近機座的工件，還能繞過
機體和工作機械之間的障礙物進行工作，
隨著生產的需要，對多關節(jié)手臂的靈活
性，定位精度及作業(yè)空間等提出越來越
高的要求。多關節(jié)手臂也突破了傳統(tǒng)的
概念，其關節(jié)數量可以從三個到十幾個
甚至更多，其外形也不局限于像人的手
臂，而根據不同的場合有所變化，多關
節(jié)手臂的優(yōu)良性能是單關節(jié)機械手所不
能比擬的。
2．常見故障分析
本文以WAY42型抓取機為例來分析
常見的故障。WAY42抓取機是一種新型的
全液壓機器， 多在露天的廢鋼貨場進行
作業(yè)，由于粉塵大， 因此液壓油無法很
好的清潔，因此所引起的故障占到的總
故障的六成以上。要定期的對油箱進行
清洗，及時的更換液壓油和濾芯，這是
減少機器故障，切實提高機器運行良好
的關鍵。
2．1液壓系統(tǒng)缺乏動力運行緩慢
分動箱傳動無效，泵內的零件磨損，
導致功能不良，主溢流閥調定好后的壓
力降低，液壓馬達或者液壓缸馬達出現(xiàn)
嚴重的外漏現(xiàn)象，加之吸油管路的密封
不好，有空氣進入，沒有達到真空狀態(tài)。
在檢修的時候要更換出現(xiàn)磨損的零部件，
進行調壓，修理溢流閥門，密封后放氣。
2．2系統(tǒng)排油狀況不佳或者不排油，
導致所有的操作無效、失靈
分動箱的傳動不良，泵出現(xiàn)了嚴重
的磨損，導致出現(xiàn)嚴重的內漏， 由于油
箱的油位過低，有空氣進入其中，是的
油閥無法開打，造成泵損壞，需要對堵
塞的濾清器進行清理，要對損壞的部位
進行檢修，及時更換零件，還需要對系
統(tǒng)內的空氣進行徹底的排除。
2．3流量或者壓力不穩(wěn)定。由于泵內
出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，導致油污堵塞，使得油
箱內的油液中含有氣泡，閥芯的定位不
夠穩(wěn)定，加之管路系統(tǒng)裝置中有空氣進
入，油缸排氣不佳或者是液壓馬達運行
不好。這種情況下要先進行排氣清污，
之后要對泵和閥進行仔細的檢查。
2．4液壓系統(tǒng)的油溫偏高
由于油箱內的油位過低，油的粘度
偏低，導致閥內出現(xiàn)嚴重的漏油，液壓
泵和馬達漏損問題比較大，使得管路出
現(xiàn)問題，安全閥門的封閉情況受到影響，
當高壓和低壓相遇后溢流的損失比較大。
這需要進行及時的加油，進行排氣出力，
及時的對損壞的零部件進行更換。
2．5履帶跑偏
由于雙泵的流量不一致，因此變量
機構出現(xiàn)損壞時容易造成行走馬達出現(xiàn)
故障，當履帶的松緊有差異時，就會使
得動作不良。這需要先對更換變量進行

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