导管架海上安装施工

1、精选文档 导管架海上安装施工 摘要 ： 钢制导管架式结构是目前海上油气田使用最广泛的一种平台结构，它的优点是 结构简单、安全可靠、造价低廉、适应性强。在国外导管架平台已有一百多年的历史，与 此相关的工艺技术十分成熟。在国内海洋石油开发起步较晚，相应的设备和技术与国外相 200米。我国的东海、南海蕴藏 比还很落后，导管架的作业局限于浅海领域，水深均不超过 有丰富的油气资源，随着国内对海上油气进一步的开发，迫切需要掌握深水导管架的安装 技术。本文将介绍国内导管架施工的一般方法和创新方法及使用实例。 关键词： 导管架，分立式组装，结构形式，吊装，拖航 一绪论 海洋平台结构形式众多，大致可以分为三大类

2、：一类是浮式结构，结构主要靠自身的 浮力漂浮于海面，比如半潜式平台；第二类是固定式结构，结构牢固地直接与海底连接， 如导管架式平台，重力式平台等；第三类是顺应式结构或称半固半浮态结构，此类结构既 处于漂浮状态，底部又与海底相连 （包括由张紧地锚索与海底相连的结构 ） ，如张力腿平 台，各类单点系泊和立管系统。 目前大型深水导管架常用的海上安装方法有两种：一是吊装，采用大型的浮吊作业， 比如国外 Saipem 7000安装有双 7000吨浮吊，起重能力达到 14000吨，国内有蓝疆号，起重 能力是 3800吨，二是滑移下水，下水驳船压载倾斜一定角度，导管架在自身重力作用下克 服摩擦力沿滑道运动入

3、水。下水之后浮正方法也有两种：一是通过浮吊钩头吊起，导管架 20世纪 70年代初在 底部注水浮正，二是由导管架顶部浮筒提供浮力自浮正的方法。由于深水导管架重量远远 超过现有浮吊起重能力，现今滑移下水自浮正的方法能克服这一难题； 国外己开始有在海上实施成功的先例，80年代初，相关的设计、安装方法和数值模拟软件 已趋于成熟，随着国内向海上深水油田的进一步开发，掌握这方面的安装方法并使之应用 于深水项目尤为重要。 二分立式组装法 海上采油平台大吨位导管架高度为19. 2m最底部的中心框架尺寸为 25. 92论24m 因此，陆地预制时需采用分片立式组装法，即主结构采用“分片预制，立式组装”，井口 胎架

4、“分片预制、两侧同层同时安装”的方法。此方法在满足以上原则的同时，能够最大限度地提高各施工环节的工作效率，保证质量、安全和工期的需要。其主要特点包括: （1）合理利用人力资源、场地资源、设备资源，多点展开，提高劳动效率; 降低预制总高度，减少高空作业量; 陆地预制平面布置（导管架轴向）有利于靠船和装船作业; （4）提高导管架的防腐涂装作业效率; （5）有利于保证导管架附件安装质量; （6）导管架海上吊装就位时避免多次调整船位和重复吊装，节省海上施工时间。 导管架施工米用预制 A、B C二个立面（见图1），预制完成后再立片，完成A B、C立面 之间水平横撑、 斜撑及层间菱形撑安装，随后完成立面导

5、管安装和附件的安装 （部分附件可 8 穿插进行）。 图1主体结构效果 先将A B、 C 立面进行水平预制，无损检测完成并经业主、第三方检验单位、监理单位 等检验完成后开始准备单片吊装。组装时，先进行B c立面的组装，完成后再进行 A立面的 组装。导管架中心主框架组装完成后，依次进行井口胎架组装和立面导管安装 （见图4）。 单片吊装前，在测量准确的水平撑管位置固定好揽风绳，并将其沿直线方向摆放在预 固定位置，吊装时使用两台150t履带吊首先对c立面进行吊装立片作业，在吊装至桩靴后使 用钢丝绳和手拉葫芦对其固定，并将导管架底部与桩靴加固。 c立面固定后，150t履带吊撤 离，吊装竝面。 单片索紧固

6、定采用中25. 4ram钢丝绳和10t手拉葫芦索紧，下部手拉葫芦固定点选择在 滑块（地锚）中心孔上，上部钢丝绳固定点选择在导管架上部横撑与导管的连接处。 4 图4吊装简图 (1) 单片立片时拖拉绳放足够长，以利于吊装(见图5); (2)150t履带吊确定行走路线和位置; 联合吊起C立面单片; (4) 地锚手拉葫芦收紧拖拉绳并调整单片的角度达到设计位置。具体做法：吊车吊起单片构 件使之直立；使用手拉葫芦将钢丝绳拉紧。钢丝绳采用锚卡紧固，使用经纬仪、水准仪测 量单片垂直度及水平横撑水平度，利用调节千斤顶进行定位。单片的角度、位置调整好 后，主导管与支座用肋板固定焊接; (5) 150t吊车移位，吊

7、B立面单片，方法同上; (6) 吊车撤离，B立面主体单片吊装完毕; (7) B、C两片立完后，开始搭设脚手架，人员工作处满铺钢跳板并绑扎牢固，工作区域要搭 设护栏及外挂安全网。脚手架的搭设既要保证安全，又要不妨碍构件的吊装。脚手架要搭 设攀爬斜梯(带有护栏); (8) 立面自下而上依次加装三层共6根水平横撑; (9) B、C两片立完后，进行 A立面立片组装，方法同上。 Al BiK Cil 一一 Bis 图5联合吊装图 三.浮托安装的新型导管架 海上中心处理平台或多井口钻井平台导管架通常都具有超大型组块，其安装基本采用 大型浮吊吊装或大型驳船浮托安装2种方式。位于我国渤海的有些油田，如锦州9

8、3油田海 图水深只有 II rTUB ffij油田K型导助権架柝除 F尿,4 Removing tHe auxiliary hniD frame for the new jacket platform in JZ 9*5 oilfield 四.导管架和组块的吊装与拖航 4.1吊装 4.1.1吊点的形式 目前工程建造中使用的吊点有 2种：板式吊点和管子轴式吊点。它们在以往导管架和组 块的吊装施工中都使用过，在结构物安装完毕后一般被割除。考虑到将来有可能用于搬迁 组块或平台，笔者建议把吊点保留下来。如果把吊点设计成下潜式，使其低于甲板平面或 布置在甲板边缘或外侧，就可避免切割。当被吊物体的质量较大

9、时，可采用管子轴式吊 点。这不仅可避免卡环承载能力的限制，而且可简化对吊点板复杂构造形式的设计和其投 影关系的计算，使枇杷头增大受力状态下的曲率半径，使钢丝绳在结点处受力更合理。 4.1.2吊点的布置与数量 被吊结构物的吊点布置涉及 3方面问题: (1) 吊点的数量和住置这与结构物的吊装质量、重心位置和结构形式有关，海洋工程结构吊 装中常用的吊点数量为 4、6、8等几种，依具体要求而定。 600,对此要视结构施工的 (2) 吊索的拉力吊索拉力如果较大，与吊点相邻的杆件和局部构造需要特殊处理。 吊索的长度规范规定吊索与吊点平面间的夹角应等于或大于 具体情况而定，不能一概而论。例如，在绥中36 1

10、油田n期工程井口平台上部组块吊装 中，原设计方案选用 BH 108船进行吊装，由于施工时组块质量增加了，后来改用上海打捞 局的大力号浮吊完成了吊装作业。这2艘浮吊的吊高存在很大差异，最大起重高度相差12 rn ;这样一来，吊高就成了应解决的首要问题，调整吊索长度成为解决吊高不足的主要方法。 4.1.3吊装质量大小的控制 关于质量大小的控制，无论是结构设计质量，还是材料、设备等其他设计质量，原则 上都应该是概念设计包住基本设计，基本设计包住详细设计，详细设计包住加工设 计”，随着设计工作的进一步开展，吊装质量应一步步细化，愈来愈清楚。总之，基本设 计的质量分配是不能轻易突破的，否则会造成对原定方

11、案的修改，从而引发一系列的问 题，使工作处于被动中。即使结构物（组块）建造完工后可以称量，所得的准确的组块质量 和重心位置，也只是用于确认浮吊的最大起重能力或起重前的限制质量。如果称量结果与 原设计值相差较大，那么对原设计的吊装分析就需要重新校核。这样不仅影响工程进度, 而且可能使原设计的吊装方案无法实施。 4.2拖航 拖航力是一种往复周期性荷载，如果拖航的时间、航程比较长，那么这种荷载是不容 忽视的。国外曾有深水导管架拖航还没拖到就位现场，某些构件的焊缝就出现裂纹，其中 有些是风振疲劳损伤的事例。目前对渤海海域内拖航有 2种分析方法：一种是简化成准静力 的计算方法，采用保守的10/2 0方法

12、计算拖航力；另一种是使用OSCA程序先计算出船舶的 运动特性，然后再计算拖航力。2种方法的计算结果表明，在相同的环境条件下，用第 10 方法求得的拖航作用力比用第 2种方法大。在环境数据不全或没有环境数据的情况下。用 / 20方法进行拖航分析，既简便，又可靠。 实际上在渤海海域内拖航，一般只需两三天就到达施工现场；即使赶上大风天气，将 驳船拖离现场到港湾或浅水区避风，用1昼夜的航行时间也就够了。由于航程短，对结构物 不作详细的疲劳分析是可行的，也就是说，在渤海海域内进行拖运作业，结构物不会出现 疲劳问题；但需要考虑以下 3点: （1）结构物装船后除原设计的支撑外还要增加辅助支撑，其目的在于加强

13、连接、固定，但 这要经过整体分析来确定；因为改变原设计结构支撑的布置，作用力就会重新分布，这对 结构物（导管架或组块）不一定有益。 （2）要注意连接点的固定和支撑垫堆的设置。在吊装与拖航施工中，每个阶段都有其各自 的关键点。如详细设计阶段，关键点为平台结构所具备的承受外力的能力；施工设计阶 段，关键点为施工过程和施工设备的安全；拖航阶段，关键点为船体的强度和连接固定点 的安全（尤其对外租驳船或不是用于运输大件一一组块和导管架的专用驳船 (3) 关注质量大小不准确系数的选用。对同一导管架或组块无论是吊装还是拖航，选用的 质量不准确系数是一样的。这里包括2部分内容：一是不可预计的质量，二是原设计数

14、据的 放大或发展。 4.3结论与建议 (1)吊点数量的选择，要根据具体条件而定。吊点少，受力简单，但各吊点受力大，因此 强度要求高。如果适当地增加吊点的数量，可缓解这一矛盾。 (2) 拖航施工分析的重点，是驳船的强度校核和垫堆、固定点的设计。 (3) 进行吊装分析，需适当考虑动力放大系数与质量大小等级的对应关系。 (4) 需保留吊点时，把吊点布置在不影响后续工作的位置，即可省去海上切割吊点作业, 又可将吊点用于以后的整体结构搬迁。 (5) 组块整体称量通常发生在最后的完工阶段，这样做会把问题压到最后考虑，而届时又 来不及进行；最好各专业实行质量大小分配和控制；质量大小不清楚的设备或散料则全部 称量后再上平台施工。 随着组块整体质量的增加，吊点的预制和其厚板的焊接问题会愈来愈突出。应研制出 专用设备进行厚板焊接前后的热处理。 参考文献 1 .王文科，深水导管架的海上安装设计分析学位论文硕士 2006 期刊 2 .牛煜汤海东王绍智.唐元海上采油平台大吨位导管架采用分立式组装法安装施工 论文卜石油化工建设2013(5) 3 .王丽勤.李达住忠畅.白雪平.孙友义.Wang Liqi n.Li Da.Wa n