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摘要：深水钻井平台防喷器是平台最关键设备之一，防喷器压力等级大，重量大，需要特种装备从井口月池下放，吊机无法操作，吊装转运难度极大。因此需要专用吊装设备来实行防喷器转运和吊装。本文根据防喷器吊装设备体积小，吊重大，试验空间小等特点，设计了包含起吊框架、试验工装平台等专用试验工装，并根据试验载荷校核了对应的起吊耳板卸扣。
关键词：起吊框架；试验工装平台
1现状及技术背景
近年来，国内在自升式、半潜式及深水钻井船建造领域取得了很大突破，但相关的装备行业国内并没有取得相应的突破，目前国内建造的深水平台项目主要使用国外装备。国外装备厂家往往能提供完备的调试程序，但对试验工装部分，由于吊装风险大造价低，厂家不会提供相应的工装产品及技术支持，因此需要船厂自行研发。
2设备及负载试验简介
本文阐述的是一种用于新型深水防喷器吊装设备的负载试验专用工装。
该型号防喷器吊设计SWL为150吨，由两台75吨提升绞车提供提升力。提升绞车安装于提升框架上，提升框架可由两端的行走绞车实现沿轨道行走功能，吊点位于提升框架底端。API 2C要求该类型起吊设备需要进行1.1倍静超载试验，因此本试验工装需满足165吨试块堆放要求，需要使用10吨及5吨试块。吊点最大覆盖范围为3200 x 4700mm。设备详情参考图见图1和图2。
3载荷试验方案介绍
由于设备正常使用时钢丝绳垂直起吊，因此试验也需要完全模拟实际使用工况。标准试验块的尺寸原因导致工装耳板无法正对吊机耳板，因此工装上端连接吊机部分还需要设置起吊框架，因此本试验工装将分为下部试验工装平臺和上部起吊框架两部分。试验过程见图3，根据该试验要求设计的专用起吊框架和试验工装平台见图4和图5。
4强度计算及校核
由于涉及到整体强度和起吊工具校核，强度计算分两部分，第一部分为软件模拟整体试验工况，第二部分为起吊耳板计算。
4.1上部起吊框架和试验平台计算分析，使用SACS软件整体建模对该工装进行计算分析，
采用无质量刚性体释放轴向抗压力来模拟钢丝绳。根据试验重块的堆放位置和堆放高度计算重心位置，采用施加空间载荷力来模拟试验重块负载。再考虑试验时的环境工况，风速应不大于6级。在各方向施加了12m/s的环境风载荷。将工装自重、环境载荷、试验载荷加载后合成，加载情况见图6。运算选用AISC第13版规范，得出结果结构强度满足载荷试验要求。应力分布情况见图7（带变形效果）。计算结果可见，应力最大处为起吊框架梁的主吊梁，UC值最大为0.99。试验工装平台的应力最大值为0.52。
4.2起吊卸扣选取及耳板校核
根据API 2A-WSD要求，耳板的计算需取至少1.5倍用于动态载荷计算。考虑到压铁重量加工装自重为183吨，均布于四个吊点加上1.5倍动态系数，我们选用额定负载为85吨的卸扣。起吊耳板材质选用屈服强度为355MPa的钢材，耳板及卸扣草图见图8。另外此处采用保守算法，选用卸扣的额定载荷来计算耳板强度。
计算起吊耳板的剪切。根据AISC规范，许用剪切应力为0.4倍屈服强度。
受剪面积为80×60+30×65×2=8700mm2
剪切应力：τ=850000/8700=97.7N/mm2< 0.4×355=142N/mm2
计算拉升强度。根据规范，许用拉应力为0.6倍屈服强度。耳板抗拉临界面为销孔中心水平切面。
面积为98×60×2+30×65×2-87×120=6540mm
拉伸应力：σ=850000/6540=130N/mm2<0.6×355=213N/mm2
计算挤压应力。根据规范，许用挤压应力为0.9倍屈服强度。
销子和耳板的挤压面积为：83×120=9960mm
拉伸应力：σ=850000/9960=85.3N/mm2<0.9×355=319N/mm2
5结束语
通过设计及计算，在试验载荷合理的情况下，该工装设备也能满足类似起吊设备的调试工作，做到物尽其用。通过对特种设备试验工装的研究，了解了类似装备的安装、调试、及使用方法，为公司建造更高端海工装备制造积累相关经验。
参考文献：
[1]API RP2A –WSD 2005
[2]AISC 13th - Steel Construction Manual
关键词：起吊框架；试验工装平台
1现状及技术背景
近年来，国内在自升式、半潜式及深水钻井船建造领域取得了很大突破，但相关的装备行业国内并没有取得相应的突破，目前国内建造的深水平台项目主要使用国外装备。国外装备厂家往往能提供完备的调试程序，但对试验工装部分，由于吊装风险大造价低，厂家不会提供相应的工装产品及技术支持，因此需要船厂自行研发。
2设备及负载试验简介
本文阐述的是一种用于新型深水防喷器吊装设备的负载试验专用工装。
该型号防喷器吊设计SWL为150吨，由两台75吨提升绞车提供提升力。提升绞车安装于提升框架上，提升框架可由两端的行走绞车实现沿轨道行走功能，吊点位于提升框架底端。API 2C要求该类型起吊设备需要进行1.1倍静超载试验，因此本试验工装需满足165吨试块堆放要求，需要使用10吨及5吨试块。吊点最大覆盖范围为3200 x 4700mm。设备详情参考图见图1和图2。
3载荷试验方案介绍
由于设备正常使用时钢丝绳垂直起吊，因此试验也需要完全模拟实际使用工况。标准试验块的尺寸原因导致工装耳板无法正对吊机耳板，因此工装上端连接吊机部分还需要设置起吊框架，因此本试验工装将分为下部试验工装平臺和上部起吊框架两部分。试验过程见图3，根据该试验要求设计的专用起吊框架和试验工装平台见图4和图5。
4强度计算及校核
由于涉及到整体强度和起吊工具校核，强度计算分两部分，第一部分为软件模拟整体试验工况，第二部分为起吊耳板计算。
4.1上部起吊框架和试验平台计算分析，使用SACS软件整体建模对该工装进行计算分析，
采用无质量刚性体释放轴向抗压力来模拟钢丝绳。根据试验重块的堆放位置和堆放高度计算重心位置，采用施加空间载荷力来模拟试验重块负载。再考虑试验时的环境工况，风速应不大于6级。在各方向施加了12m/s的环境风载荷。将工装自重、环境载荷、试验载荷加载后合成，加载情况见图6。运算选用AISC第13版规范，得出结果结构强度满足载荷试验要求。应力分布情况见图7（带变形效果）。计算结果可见，应力最大处为起吊框架梁的主吊梁，UC值最大为0.99。试验工装平台的应力最大值为0.52。
4.2起吊卸扣选取及耳板校核
根据API 2A-WSD要求，耳板的计算需取至少1.5倍用于动态载荷计算。考虑到压铁重量加工装自重为183吨，均布于四个吊点加上1.5倍动态系数，我们选用额定负载为85吨的卸扣。起吊耳板材质选用屈服强度为355MPa的钢材，耳板及卸扣草图见图8。另外此处采用保守算法，选用卸扣的额定载荷来计算耳板强度。
计算起吊耳板的剪切。根据AISC规范，许用剪切应力为0.4倍屈服强度。
受剪面积为80×60+30×65×2=8700mm2
剪切应力：τ=850000/8700=97.7N/mm2< 0.4×355=142N/mm2
计算拉升强度。根据规范，许用拉应力为0.6倍屈服强度。耳板抗拉临界面为销孔中心水平切面。
面积为98×60×2+30×65×2-87×120=6540mm
拉伸应力：σ=850000/6540=130N/mm2<0.6×355=213N/mm2
计算挤压应力。根据规范，许用挤压应力为0.9倍屈服强度。
销子和耳板的挤压面积为：83×120=9960mm
拉伸应力：σ=850000/9960=85.3N/mm2<0.9×355=319N/mm2
5结束语
通过设计及计算，在试验载荷合理的情况下，该工装设备也能满足类似起吊设备的调试工作，做到物尽其用。通过对特种设备试验工装的研究，了解了类似装备的安装、调试、及使用方法，为公司建造更高端海工装备制造积累相关经验。
参考文献：
[1]API RP2A –WSD 2005
[2]AISC 13th - Steel Construction Manual