隨著對近海油氣資源開發(fā)力度的加大,近年來深水導(dǎo)管架建造成為海洋工程中發(fā)展的項目之一。隨著導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜,工程建造規(guī)模也逐漸龐大起來。為確保導(dǎo)管架工程在滿足建造質(zhì)量的前提下,在項目周期內(nèi)順利完工,有必要對海洋工程現(xiàn)有的設(shè)計制造工藝進行技術(shù)提升,以提高生產(chǎn)作業(yè)效率。本課題通過對海洋平臺導(dǎo)管架的生產(chǎn)建造工藝進行分析,從管件切割圖紙設(shè)計以及生產(chǎn)加工入手,開發(fā)管件切割設(shè)計系統(tǒng)和切管機數(shù)控系統(tǒng),實現(xiàn)從設(shè)計到制造整個生產(chǎn)流程的技術(shù)提升。 以AutoCAD為系統(tǒng)設(shè)計平臺,以導(dǎo)管架單線圖為結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ),開發(fā)管件切割設(shè)計系統(tǒng)。系統(tǒng)自動判斷管節(jié)點類型并計算各種管節(jié)點設(shè)計參數(shù),然后進行相貫線焊接坡口計算,依據(jù)所得數(shù)據(jù)繪制管件切割成型的單件圖、樣板圖。同時為滿足后續(xù)焊接工藝要求,系統(tǒng)通過繪制腳印圖,確定焊接管件之間的相對位置關(guān)系,滿足焊接裝配的精度要求。在實現(xiàn)相貫線計算的基礎(chǔ)上,進一步擴展系統(tǒng)功能,實現(xiàn)重心、重量計算以及焊材統(tǒng)計。系統(tǒng)具有良好的操作性,可以有效提升導(dǎo)管架平臺生產(chǎn)設(shè)計效率。 為滿足管件自動化切割的生產(chǎn)需求,基于對切管機割炬運動控制分析以及對管件火焰切割工藝的理解,開發(fā)切管機數(shù)控系統(tǒng)。在數(shù)控系統(tǒng)中輸入管件幾何、位置參數(shù)以及相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)后,數(shù)控系統(tǒng)自動完成計算,并生成數(shù)控加工代碼。同時為實現(xiàn)數(shù)控代碼的驗證,在系統(tǒng)中繪制管件切割成型圖,并通過仿真技術(shù),實現(xiàn)管件切割狀態(tài)下的割炬位姿運動仿真。 兩系統(tǒng)緊密配合實現(xiàn)系統(tǒng)功能,促使管件切割生產(chǎn)從設(shè)計到加工的整個制管工藝流程向自動化、集成化方向轉(zhuǎn)變。課題工作與導(dǎo)管架工程實際生產(chǎn)需要緊密結(jié)合,研究成果直接應(yīng)用在導(dǎo)管架管件生產(chǎn)加工中。實際應(yīng)用表明,系統(tǒng)功能的運用可以有效提高管件切割精度與加工效率,在導(dǎo)管架建造質(zhì)量的基礎(chǔ)之上,促進了海洋工程建造技術(shù)水平的提升。