一种用于一体化装置的橇座的制作方法

本实用新型属于一体化装置撬装技术领域，具体涉及一种用于一体化装置的橇座。

背景技术：

在油田生产过程中，一体化装置替代常规中、小站场的比例逐年升高，由于一体化装置需要将各种设备和管线集中成橇安装，因此需要设计一体化装置的橇座，一体化装置橇座设计需要满足现场吊装时结构承重，并配备橇座吊装结构。

技术实现要素：

为了满足一体化装置撬装及现场吊装安全要求，本实用新型提供了一种用于一体化装置的橇座，本实用新型通过建立力学模型，计算出一体化装置重心，将起吊位置与一体化装置的重心的x、y轴重合，设计出橇座吊轴位置，对橇座的结构和材料进行强度、刚度计算，满足一体化装置的起吊要求。本实用新型提供的橇座结构能够满足各种设备和管线成橇要求，结构简单，橇座上铺设有铺板可供操作阀门仪表。

本实用新型采用的技术方案为：

一种用于一体化装置的橇座，包括圈梁、横加强梁、纵加强梁、横加强筋、纵加强筋、铺板、吊轴、套管、销轴和开口销；所述的圈梁内设置有横加强梁和纵加强梁，所述的横加强梁与纵加强梁相互垂直设置，所述的圈梁四个角处设置有四个套管，所述的四个套管分别位于对应的两根纵加强梁之间，所述的套管两端设有纵加强筋，所述的纵加强筋一端与圈梁连接，另一端通过横加强筋连接，所述的横加强筋设在套管两端的两根纵加强梁上；所述的吊轴一端穿过套管向外延伸，并通过销轴和开口销限位；所述的铺板设在圈梁的上表面上。

所述圈梁分别与横加强梁、纵加强梁、纵加强筋通过对焊相连。

所述的纵加强梁分别与横加强梁、横加强筋通过对焊相连，横加强筋与纵加强筋之间通过对焊相连。

所述的铺板底面与圈梁顶面通过断续焊相连。

所述的套管外设有内加强筋和外加强筋；所述的内加强筋上设有内加强板，所述的外加强筋上设有外加强板。

所述的内加强筋呈十字状，所述的外加强筋呈十字状。

所述的套管穿过圈梁腹板和横加强筋腹板，所述的吊轴穿过套管，吊轴外端部采用轴肩限位，吊轴内端部采用销轴限位，销轴端部采用开口销锁定。

所述圈梁呈长方形状，且圈梁上开设有地脚螺栓安装孔，通过该安装孔将橇座与地面基础地脚螺栓连接，将橇座与地面基础相连。

本实用新型的有益效果：

1.该橇座结构能够满足各种设备和管线成橇要求，结构简单，橇座上铺设有铺板可供操作阀门仪表。

2.本实用新型通过建立力学模型，计算出一体化装置重心，将起吊位置与一体化装置的重心的x、y轴重合，设计出橇座吊轴位置，对橇座的结构和材料进行强度、刚度计算，满足一体化装置的起吊要求。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1为一种用于一体化装置的橇座的俯视图。

图2为一种用于一体化装置的橇座的主视图。

图3为图1中a-a处的剖面图。

图4为图3中b-b处的剖面图。

图5为图3中c向视图。

图6外侧悬臂梁承受均布载荷示意。

图7步骤s3中内侧简支梁承受均布载荷示意。

图8步骤s4中内侧简支梁承受均布载荷示意。

图9作用集中载荷的悬臂梁模型。

图中，附图标记为：1、圈梁；2、横加强梁；3、纵加强梁；4、横加强筋；5、纵加强筋；6、内加强筋；7、外加强筋；8、铺板；9、吊轴；10、套管；11、销轴；12、开口销；13、内加强板；14、外加强板。

具体实施方式

实施例1：

为了满足一体化装置撬装及现场吊装安全要求，本实用新型提供了如图1-9所示的一种用于一体化装置的橇座，本实用新型通过建立力学模型，计算出一体化装置重心，将起吊位置与一体化装置的重心的x、y轴重合，设计出橇座吊轴位置，对橇座的结构和材料进行强度、刚度计算，满足一体化装置的起吊要求。本实用新型提供的橇座结构能够满足各种设备和管线成橇要求，结构简单，橇座上铺设有铺板可供操作阀门仪表。

一种用于一体化装置的橇座，包括圈梁1、横加强梁2、纵加强梁3、横加强筋4、纵加强筋5、铺板8、吊轴9、套管10、销轴11和开口销12；所述的圈梁1内设置有横加强梁2和纵加强梁3，所述的横加强梁2与纵加强梁3相互垂直设置，所述的圈梁1四个角处设置有四个套管10，所述的四个套管10分别位于对应的两根纵加强梁3之间，所述的套管10两端设有纵加强筋5，所述的纵加强筋5一端与圈梁1连接，另一端通过横加强筋4连接，所述的横加强筋4设在套管10两端的两根纵加强梁3上；所述的吊轴9一端穿过套管10向外延伸，并通过销轴11和开口销12限位；所述的铺板8设在圈梁1的上表面上。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，一种用于一体化装置的橇座的确定方法，具体步骤为：

s1.计算一体化装置中的各设备及橇座的重心，分别为m1（x1，y1），m2（x,2，y3），m3（x3，y3）……mn（xn，yn）,根据重心公式

，

，

求解出整个一体化装置的重心坐标（xa，yb）；

s2.根据一体化装置重心坐标（xa，yb），布置吊轴9的位置，确保一体化装置重心和吊装重心重合；

s3.圈梁1的横向梁和横加强梁2根据吊轴9的位置划分，外侧为悬臂梁模型，内侧为简支梁模型，橇座整体按照受均布载荷计算，分别对圈梁1的横向梁和横加强梁2外侧和内侧进行强度校核计算；

外侧悬臂梁校核计算：

校核合格条件：

式中：fa—外侧悬臂梁端点a点挠度（mm）；

q—均布载荷（n/m）；

l—外侧悬臂梁段长度（m）；

e—弹性模量（pa）；

j—惯性矩（m⁴）。

内侧简支梁校核计算：

校核合格条件：

式中：fmax—内侧简支梁ab段最大挠度（mm）；

q—均布载荷（n/m）；

l—内侧简支梁段长度（m）；

e—弹性模量（pa）；

j—惯性矩（m⁴）；

s4.圈梁1的纵向梁和纵加强梁3的强度校核计算采用内侧简支梁模型进行，载荷按照受均布载荷计算，

校核合格条件：

式中：fmax—内侧简支梁ab段最大挠度（mm）；

q—均布载荷（n/m）；

l—内侧简支梁段长度（m）；

e—弹性模量（pa）；

j—惯性矩（m4）；

s5.选出满足刚度要求的圈梁1、横加强梁2、纵加强梁3的规格和长度；

s6.铺板8强度计算采用最大的无支撑面进行强度校核，计算模型为中心受集中载荷的矩形平板；

校核合格条件：

式中：f—铺板上最大的无支撑面的最大挠度（mm）；

—计算系数，根据值查相关表可知值

—铺板上最大的无支撑面长边长度（mm）；

b—铺板上最大的无支撑面端边长度（mm）；

p—集中载荷，（kg），考虑人作用于铺板重量，取75kg；

h—铺板厚度（cm）；

e—弹性模量（kg/cm2）；

l—长度（mm）；

s7.校核吊轴截面的剪切强度是否满足起吊强度要求，吊装时橇座及设备重量由4个吊轴9承担，每个吊轴承担的载荷为总重的1/4，可将其简化为作用集中载荷的悬臂梁模型；

校核合格条件：

式中：fa—外侧悬臂梁端点a点挠度（mm）（m）；

p—集中载荷（n）；

l—起吊时吊轴最大外伸长度（m）；

e—弹性模量（pa）；

j—惯性矩，j（m⁴）。

本实用新型通过建立力学模型，计算出一体化装置和橇座撬装后的整体重心x、y，根据一体化装置的重心布置橇座吊轴9的位置，对吊装时圈梁1、横加强梁2、纵加强梁3、吊轴9的进行力学建模和强度校核，并根据实际应用中铺板受力情况对铺板进行力学建模和强度校核，对橇座的结构和材料进行强度、刚度计算，设计出满足一体化装置布局功能及整体吊装强度要求的橇座。

实施例3：

基于实施例1的基础上，本实施例中所述圈梁1分别与横加强梁2、纵加强梁3、纵加强筋5通过对焊相连。

所述的纵加强梁3分别与横加强梁2、横加强筋4通过对焊相连，横加强筋4与纵加强筋5之间通过对焊相连。

所述的铺板8底面与圈梁1顶面通过断续焊相连。

所述的套管10外设有内加强筋6和外加强筋7；所述的内加强筋6上设有内加强板13，所述的外加强筋7上设有外加强板14。

所述的内加强筋6呈十字状，所述的外加强筋7呈十字状。

所述的套管10穿过圈梁1腹板和横加强筋4腹板，所述的吊轴9穿过套管10，吊轴9外端部采用轴肩限位，吊轴9内端部采用销轴11限位，销轴11端部采用开口销12锁定。

所述圈梁1呈长方形状，且圈梁1上开设有地脚螺栓安装孔，通过该安装孔将橇座与地面基础地脚螺栓连接，将橇座与地面基础相连。

本实用新型中所述圈梁1分别与横加强梁2、纵加强梁3、纵加强筋5通过对焊相连，纵加强梁3分别与横加强梁2、横加强筋4通过对焊相连，横加强筋4与纵加强筋5之间通过对焊相连，铺板8底面与圈梁1顶面通过断续焊相连，内加强筋7内侧一端与圈梁1腹板内侧、翼缘内侧、套管10外侧通过对焊相连，内加强筋6的另一端与横加强筋4腹板外侧、翼缘内侧、套管10外侧通过对焊相连,内加强板13内侧一端与圈梁1腹板内侧、翼缘内侧通过对焊相连，内加强板的13另一端与横加强筋4腹板外侧、翼缘内侧通过对焊相连，内加强板13内表面与内加强筋6的端面通过对焊相连，外加强筋7内侧一端与圈梁1腹板外侧、翼缘内侧、套管10外侧通过对焊相连，外加强板14内侧一端与圈梁1腹板外侧、翼缘内侧通过对焊相连，外加强板14内表面与外加强筋7的端面通过对焊相连，套管10穿过圈梁1腹板和横加强筋4腹板，套管10分别与外加强筋7、圈梁1腹板、内加强筋6、横加强筋4腹板通过对焊相连，吊轴9穿过套管10，吊轴9外侧端部采用轴肩限位，吊轴内侧端部采用销轴11限位，销轴11端部采用开口销12锁定。本实用新型通过建立力学模型，计算出一体化装置和橇座撬装后的整体重心x、y，根据一体化装置的重心布置橇座吊轴9的位置，对吊装时圈梁1、横加强梁2、纵加强梁3、吊轴9的进行力学建模和强度校核，并根据实际应用中铺板受力情况对铺板进行力学建模和强度校核，对橇座的结构和材料进行强度、刚度计算，设计出满足一体化装置布局功能及整体吊装强度要求的橇座。

本实用新型撬座的设计方法为：

包括以下步骤：

s1.计算一体化装置中的各设备及橇座的重心，分别为m1（x1，y1），m2（x,2，y3），m3（x3，y3）……mn（xn，yn）,根据重心公式，

，

求解出整个一体化装置的重心坐标（xa，yb）；

s2.根据一体化装置重心坐标（xa，yb），布置吊轴9的位置，确保一体化装置重心和吊装重心重合。

s3.圈梁1的横向梁和横加强梁2根据吊轴9的位置划分，外侧为悬臂梁模型，内侧为简支梁模型，橇座整体按照受均布载荷计算，分别对圈梁1的横向梁和横加强梁2外侧和内侧进行强度校核计算。

外侧悬臂梁校核计算：

受力模型按图6所示：

校核合格条件：

式中：fa—外侧悬臂梁端点a点挠度（mm）；

q—均布载荷（n/m）；

l—外侧悬臂梁段长度（m）；

e—弹性模量（pa）；

j—惯性矩（m⁴）。

内侧简支梁校核计算：

受力模型按图7所示：

校核合格条件：

式中：fmax—内侧简支梁ab段最大挠度（mm）；

q—均布载荷（n/m）；

l—内侧简支梁段长度（m）；

e—弹性模量（pa）；

j—惯性矩（m⁴）。

s4.圈梁1的纵向梁和纵加强梁3的强度校核计算采用内侧简支梁模型进行，载荷按照受均布载荷计算，受力模型如图8所示：

校核合格条件：

式中：fmax—内侧简支梁ab段最大挠度（mm）；

q—均布载荷（n/m）；

l—内侧简支梁段长度（m）；

e—弹性模量（pa）；

j—惯性矩（m4）。

s5.根据以上计算公式，选型出满足刚度要求的圈梁1、横加强梁2、纵加强梁3的规格和长度；

s6.铺板8强度计算采用最大的无支撑面进行强度校核，计算模型为中心受集中载荷的矩形平板；

校核合格条件：

式中：f—铺板上最大的无支撑面的最大挠度（mm）；

—计算系数，根据值查相关表可知值

—铺板上最大的无支撑面长边长度（mm）；

b—铺板上最大的无支撑面端边长度（mm）；

p—集中载荷，（kg），考虑人作用于铺板重量，取75kg；

h—铺板厚度（cm）；

e—弹性模量（kg/cm2）；

l—长度（mm）；

s7.校核吊轴截面的剪切强度是否满足起吊强度要求，吊装时橇座及设备重量由4个吊轴9承担，每个吊轴承担的载荷为总重的1/4，可将其简化为作用集中载荷的悬臂梁模型，如图9所示。

校核合格条件：

式中：fa—外侧悬臂梁端点a点挠度（mm）（m）；

p—集中载荷（n）；

l—起吊时吊轴最大外伸长度（m）；

e—弹性模量（pa）；

j—惯性矩，j（m⁴）。

本实用新型提供的橇座结构能够满足各种设备和管线成橇要求，结构简单，橇座上铺设有铺板8可供操作阀门仪表。

本实用新型通过建立力学模型，计算出一体化装置重心，将起吊位置与一体化装置的重心的x、y轴重合，设计出橇座吊轴位置，对橇座的结构和材料进行强度、刚度计算，满足一体化装置的起吊要求。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。本实用新型中为详细描述的装置及部件均为现有技术，本实用新型中将不再进行进一步的说明。