[发明专利]用于组装自提升式石油钻机齿条部分的设备

说明书

技术领域

本发明涉及自提升式石油钻机的齿条部分。

背景技术

自提升式石油钻机由机身(hull)构成，该机身由机腿承载，该机腿要被支承在洋底上。为了能相对于机腿的脚而调节机身高度，就把机身安装成沿着机腿可移动的。相对于机腿的脚而调节机身位置，借助于一装置进行，该装置由与齿条相啮合的齿轮构成，该齿条构成为机腿构件。

齿条由一些部分构成，这些部分首尾相连地焊接着，并在一个侧面由一矩形板子形成，而在另外那个侧面由加强件形成，该加强件为半壳体形式的，被焊接在那块矩形板子的主面上。每块矩形板子的横向表面上均包括一些齿部，该齿部的用意是为了与机身的驱动装置的齿轮合作。焊接在矩形板子主面之一上的每个加强件，其长度小于矩形板子长度，从而可让两个连续部分首尾相连地被焊接。为了确保各个加强件的连续性，一个形式为半壳体的连接件被置于两个连续部分之间的连接区。各个加强件借助于焊接而被固定在矩形板子横向面上，焊接点质量对于齿条的机械强度是一个重要因素。就抗疲劳性而言，焊接点的表面质量尤其是一个重要因素。

为了获得质量令人满意的焊接点，在加强件之内沿着该加强件的纵向边缘设置陶瓷支柱(strut)，于是，就用焊接技术从外部沿着加强件的纵向边缘进行焊接而外加金属。陶瓷支柱确保把焊缝处于加强件的内部部分。以此方式形成的焊缝有优点，那就是其尤其在加强件的内部部分具有优质的根部，具有良好的表面面貌，并因此具有良好的抗疲劳性。然而，尤其对焊接操作期间与热裂隙(hot-fissuring)有关的原因而言，业已证明，在曲率半径大于3毫米的加强件内部区域中，用所述焊接技术不可能使焊接点的根部有连接处。其结果是，这些焊接点的抗疲劳性就受到限制。所以，使用陶瓷支柱的焊接技术有时就使对焊接点的控制发生困难，因为在陶瓷支柱上进行焊接之后，必须去除该支柱才能够对焊接点进行控制。而去除陶瓷支柱并非总是简单的事情。尤其是可能有支柱碎片残留在焊缝里。这些支柱碎片会使焊接点有缺陷，影响其机械强度。

由于板子不平坦而造成的缺陷，或者由于加强件几何形状形成的缺陷，使得焊缝就不总是很规则的。其结果是，借助于超声而对焊接点质量加以控制最终是困难的。

最后还要说一点，使用陶瓷支柱的焊接技术费用昂贵，其原因首先是由于要对所用陶瓷支柱进行测量且该支柱本身就昂贵，其次还由于焊接之后对陶瓷支柱定位及去除也是费用昂贵的长时间操作。

发明内容

本发明的目的就是为了克服这些缺点，提供一种针对自提升式钻机齿条加强件的焊接技术，该技术可使焊接点的抗疲劳性改进，而且比已知技术较为容易且更为节俭地进行焊接。

为了达到这个目的，本发明涉及一种用于组装自提升式钻机齿条部分的方法，该齿条部分由至少一块矩形板子和至少一个加强件构成，该矩形板子包括处于其纵向侧面上的齿部，该加强件的形式为半壳体，该半壳体沿着该至少一个加强件的纵向边缘而被焊接在该至少一块矩形板子的主面上，其特征在于：

—由一厚度为T的突出部隔开的内斜面与外斜面，在至少一个加强件每个纵向边缘上产生；

—该加强件设置在该板子上；

—在该加强件每个纵向边缘的内部部分完成至少一个焊道(welding pass)，以便产生内焊缝，该焊缝的连接半径R大于或等于4毫米；

—以及在各斜面中的该加强件每个纵向边缘的外部部分处，以外焊缝填充，而该焊缝产生于外加金属的至少一个焊道上。

完成于加强件每个纵向边缘内部部分处的至少一个焊道，最好是外加金属的焊道。

另外，在内焊缝已经产生之后，且在各斜面中的加强件每个纵向边缘的外部部分处已经填充之前，最好对内焊缝加以控制，如果必要，就把缺陷磨光并修补焊缝。

突出部的厚度T最好不大于内焊缝贯通深度、外焊缝第一焊道贯通深度及对缺陷做任何磨光的厚度之和。

内焊缝例如可由一种方法产生，该方法从下列方法中选用：埋弧焊、金属焊丝惰性气体保护焊(MIG welding)、活性气体保护电弧焊(MAG welding)、钨极惰性气体保护电弧焊(TIG welding)以及敷料电极焊(coated electrode welding)。外焊缝可由埋弧焊方法产生。

加强件可以是两块相邻矩形板子的两个加强件之间的连接件。