万吨级海洋平台建造工艺优化.doc

万吨级海洋平台建造工艺优化石 亮 刘传辉 石守义 刘海静(海洋石油工程股份有限公司, 天津300461)摘要随着国内海洋平台浮拖安装技术的应用成熟，组块设计逐步向大型化发型发展，目前渤海油田，东海油田、南海油田均出现万吨级以上平台，此类平台采用整体建造，建造周期多在一年以上，建造工期普遍较长。本文通过对此类组块结构特点进行分析，从平台甲板预制、结构总装、墙皮安装等方面进行工艺优化讨论，以期找到一种适用的建造工艺，缩短建造工期，使组块尽快投入使用。关键词：甲板预制；结构总装；工艺优化；专业交叉0 概述目前，由于海上油田地质的复杂，原油开采、处理对相关工艺设备、电力设备需求增加，组块设计逐步向大型化方向发展。目前渤海油田，东海油田、南海油田均出现万吨级以上平台，这些平台多布置有4到5层甲板，每层甲板尺寸达到80*80米，相当于标准足球场的大小。随着国内海洋平台浮拖安装技术的应用成熟，此类海洋平台采用整体建造，建造周期多在一年以上，建造工期普遍较长。通过对万吨级组块结构特点进行分析，从平台甲板预制、结构总装、专业交叉等方面进行工艺优化讨论，以期找到一种适用的建造工艺，提高组块建造效率。1 结构特点分析万吨级组块与常规组块结构形式基本相似，多设置4到8根立柱，3到5层甲板，这类平台多为中心处理平台，包含发电机系统、变配电系统、原油处理外输系统、吊机系统，生活支持系统等，同时往往布置有井口，结构形式见图1.与常规组块相比，主要有以下不同：(1) 甲板面积进一步增大，达到80*80米,上部工艺设备增多；(2) 结构件加强，组块立柱管径、壁厚增大，大型组合梁、箱型梁增多；(3) 功能区划分增多，电气、控制房间增多，达到十几个；(4) 海上浮托法安装的需要，组块下部增加甲板支撑装置 (DSU)；(5) 海上浮托安装的需要，井口布置在平台两侧。图1 万吨级组块结构示意（未包含生活楼、钻修机）2 方案优化 基于万吨级组块与常规组块的不同点，从滑靴布置、甲板预制、场地总装、房间预制、舾装等方面对建造方案进行优化，以期缩短建造工期，找到一种技术可行，经济合理的建造工艺。2.1甲板预制万吨级组块每层主甲板总重量超过1000吨，根据现有吊车、设备能力无法像常规组块一样整片预制。国内海工场地甲板片传统预制方法为露天预制，这样容易受天气因素影响，焊接质量不易控制，同时也受场地吊机资源限制，预制较长。克服以上限制因素，将预制场地转移到车间内部，同时根据现有车间设备能力以及甲板片本身结构特点进行分片预制，每片外形尺寸在25*25米，单片重量控制在200吨以内，具体如图2所示，这样处理有以下优点：(1) 避免天气影响（雨、雪、风）甲板片预制进度；(2) 改善施工作业条件，提高预制质量，减少返工；(3) 可以充分利用车间内天车、门吊资源，工效提高一倍，缩短预制周期。图2甲板分片示意2.2、立柱组装常规甲板片预制时将立柱与甲板片同时在一起进行预制，然后进行后序喷涂作业，滑道总装时与甲板片一起吊装，如图3所示。但万吨级组块甲板片甲板面积大，分成若干小片进行预制。此类组块的立柱多采用中厚板卷制，直径多在2米左右，重量达到20吨以上，如果甲板与立柱预制到一起，立柱布置在甲板边缘位置,将导致甲板片偏心严重。这样的甲板片不利于吊点布置，倒运涂装困难。基于以上考虑，每层甲板片根据结构形式分成若干小片，预制不带立柱。待甲板小片预制涂装完成后，转运至总装场地进行总装，如图4所示。图3常规甲板片建造方式图4 万吨甲板片建造方式2.3.结构总装组块建造过程中，多借助组块本身立柱作为支撑，进行陆地建造，完成后采用滑移或者吊装方式装船。万吨级组块由于重量大，使用浮托法安装，需要使用DSU（甲板支撑装置）进行重量转移，在组块结构总装开始前，需完成DSU预制安装工作，组块陆地建造期间由DSU支撑平台重量。DSU根据场地承载力及甲板结构形式进行布置。图5 DSU支撑布置示意2.3.1中心片定位万吨级组块每层甲板分片达到7到8片，有的甚至达到十几片，在总装过程中，如果从一侧开始总装势必造成累计误差，最终导致甲板片立柱定位不准确。为降低累计误差，根据组块整体结构形式以及分片情况，总装初期每层甲板确定一到两片甲板作为中心片，作为其他甲板片组装定位基准。中心片确定后，其他甲板片及立柱，拉筋定位均以此为基准定位测量，如图6所示。图6中心定位片2.3.2 立柱安装甲板小片总装完成后，开始插本层甲板所带立柱，立柱插入组对过程中，应对立柱跨距的重点监控，在中心定位片上确定测量基准点，加强焊前组对报检和焊后尺寸控制，确保满足组块建造规格书要求，采用后插立柱的优点在于：（1）降低甲板组装累计误差影响，确保立柱跨距满足规范要求；（2）立柱预制不必考虑喷涂车间高度限制，长度可以尽量加大，减少现场总装口数，便于立柱直线度控制；2.3.3、拉筋、墙皮安装主结构组对、焊接完成后，可以进行上层拉筋，墙皮的组对、焊接。在常规组块建造中，每层拉筋、墙皮的焊接多要等上层甲板扣片后才进行，这样往往受上层甲板片总装进度影响容易造成人员待工，下部工作无法开展，影响设备就位以及相关电仪支架、护管的安装就位。在总结以往项目经验的基础上，充分考虑拉筋重力作用下下挠变形，借助全站仪测量设备，本层甲板拉筋在组对完成后直接完成拉筋下端焊接。待拉筋焊接完成后，进行墙皮组对、焊接，充分发挥三维模型优势，针对可能存在的结构碰撞及时修改墙皮形式。这样在上层甲板片扣片前完成下层拉筋、小立柱的焊接，房间内的相关设备、护管、支架定位工作可以先行开展，缩短总装时间。2.4、与机管电交叉处理组块建造过程中，由于涉及结构、机械、配管、电气、仪表、舾装等多专业交叉作业，容易出现各专业干涉，互相争抢资源的情况，造成返工、窝工现象的发生。在处理此类问题时，首先应明确陆地建造主线，主线工作优先开展，做好各专业的沟通协调工作，明确各专业制约因素，可并行开展工作尽量并行开展。随时关注主线进度，关键线路发生变化时及时调整各专业工作次序，确保各专业协调配合，完成项目计划进度。3 结论通过从甲板预制、结构总装、墙皮安装、散件安装等方面对建造工艺优化，组块建造工期进一步缩短，此工艺在渤海某万吨级组块建造应用，整个平台共分为40个单片片预制，从首层甲板片组合梁开始下料预制到整个组块结构封顶用时半年。通过不断的实践、完善，结合现场实际对此类组块建造工艺进行优化，提高现场施工工效，充分发挥指导施工的作用。参考文献1. 荀海龙 ,朱 晓环. 万 吨级组块浮托技术 研究及典型专项设备设施J.中国工 程科 学 , 2011, 5:93 一97 .2. 海洋石油工程设计指南编委会. 海洋石油工程结构、焊接、防腐加工设计. 北京:石油工业出版社,2007.9Process optimization of 10,000-tonLevel Offshore Platform ConstructionSHI Liang, SHI Shouyi, LIU Chuanhui(Offshore Oil Engineering Co., Ltd, Tianjin 300461, China)Abstract With the application of ocean platform float over installation technology, offshore platforms gradually to large-scale development. At present, the Bohai Oilfield, the East China Sea oil field, the South China Sea oil platforms have appeared 10,000-ton level offshore platform. The platform werecompletedoverthecourseofayear. According to the analysis of deck precast, structure assembly ,wall installation and other aspects,in order to finda suitable construction process, shorten theconstruction p