大型深水导管架建造介绍

1、单击此处编辑副标题单击此处编辑副标题大型深水导管架建造介绍设计部设计部2012.09海洋平台固定式平台移动式平台导管架式平台重力式平台自升式平台钻井船 半潜式平台张力腿式平台牵索塔式平台SparFPSO组块导管架坐底式平台海洋平台固定式平台移动式平台导管架式平台重力式平台自升式平台钻井船 半潜式平台张力腿式平台牵索塔式平台SparFPSO组块导管架坐底式平台导管架平台使用水深一般小于300m，世界上大于300m水深的导管架平台仅7座 WHP-JWHP-A1&A2SPMAPPWHP-BCEPWHP-6WHP-5WHP-1WHP-2WHP-3WHP-4电缆 1.5公里油 10/16英寸水

2、6英寸1. 5公里油 8英寸水 6英寸气 4英寸1. 54公里油 12/16英寸水 10英寸3. 22公里油 12/16英寸电缆 3.19公里水 8英寸2. 13公里油 10/14英寸水 10英寸电缆 2.1公里油 12/16英寸电缆 3.47公里水 8英寸1. 9公里油 14/18英寸水 12英寸电缆 2.17公里水 10英寸2.13公里油 14/18英寸电缆 4. 3公里半海半陆式最大的自营油田半海半陆式最大的自营油田绥中绥中36-136-1油田油田友谊号友谊号FPSOFPSO混合开发模式渤南油气田混合开发模式渤南油气田 目前，世界上主要的深水平目前，世界上主要的深水平台包括：台包括：v张

3、力腿式平台张力腿式平台v深水浮筒式平台深水浮筒式平台v半潜式平台半潜式平台v顺应塔式平台顺应塔式平台v浮式生产储油装置浮式生产储油装置国外典国外典型深水型深水平台平台深水油气田开发工程设施模式深水油气田开发工程设施模式 国外深水油气田开发概况国外深水油气田开发概况荔湾荔湾31水深：水深：1500米米储量规模储量规模1000亿亿方方荔湾荔湾31的发现揭开了我国深水勘探的的发现揭开了我国深水勘探的序幕序幕大型深水 导管架大型深水 导管架大型深水 导管架由中空的腿柱(导管)和连接腿柱的纵横杆系(拉筋)所构成的空间桁架。 大型深水 导管架基础大型深水 导管架基础大型 深水 导管架大型 深水 导管架体积

4、大、重量大大型体积大、重量大水深超过100m大型深水文昌14-3A导管架惠州25-3/1导管架番禺30-1导管架陆丰13-2导管架项目名称实施时间总重（吨）业主垂直高度（米）水深（米）结构形式文昌14-3A导管架2006.08-2007.09 4221 CNOOC137.3123.94腿8桩 番禺30-1导管架 2007.03-2008.02 16400CNOOC 212.32 199.32 8腿12桩惠州25-3/1导管架2007.11-2008.11 5400CACT 121.78107.938腿12桩陆丰13-2导管架2010.03-2011.0210348CNOOC145.6132.6

5、8腿12桩荔湾3-1导管架2010.06-2012.0731375CNOOC&HUSKY2011988腿16桩导管架组成：主结构主结构附件附件导管钢桩靠船件吊点拉筋隔水套管立管安装索具滑靴电缆护管浮筒加强环静水压溃环阳极监测管线注水孔水密隔板钻井水罐下水保护走道和系缆柱caisson防海生物井口导向注水、放空系统防涡激震动防沉板灌浆系统油漆裙桩套筒卡桩器、封隔器阳极登船平台索具平台材料验收预制总装调试试压拖拉装船材料验收预制预制预制预制总装总装调试、试压拖拉装船大型深水导管架的主要特点:Y高Y大Y重Y结构复杂Y质量要求高Y管线系统复杂建造标准规范1) 美国焊接协会标准 (AWS) a.

6、 D1.1/D1.1M: 钢结构焊接规范, b. A2.4: 焊接符号和无损探伤2) 美国石油学会标准 (API) a. Spec.2B结构钢管制造规范 b. RP 2A海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法 -WSD c. RP 2X海洋结构建造的超声检验推荐作法和超声技师资格考核指南 d . Spec.2H海上平台管节点用碳锰钢板规范3) 美国钢结构建造学会 (AISC) 钢结构建筑物规范 许用应力设计和塑性设计4) 国家标准 GB/T 11263-1998 热轧H型钢与T型钢 YB 3301-1992 焊接H型钢建造技术难点：1.尺寸及重量大2.标准高3.工期短4.高空作业多，施工难度大

7、1.尺寸要求：顶部和底部任意相邻二导管中心距离误差不超过10mm，同一水平面内的对角线误差不超过19mm。对于主结构板厚从30mm90mm，管径从700mm3200mm的管材，焊接收缩量很大，要保证此种精度非常困难，尤其是底部74m的间距，允许误差却只有10mm，对于躺着建造大型导管架，其顶部最高达到85m，尺寸控制难度极大。2.焊接要求：厚板数量增多，大于50mm厚度钢板需使用CTOD工艺或焊后热处理。所有导管、拉筋的环焊缝和纵焊缝进行100%超声波检验，所有TKY管节点焊缝100%超声波检验，所有的立管拼接焊缝均进行100%射线检验，返修次数不能超过两次。序号现场安装检查点检查要求实际测量

8、结果1节点位置设计标高25mm21mm2顶部和底部任意相邻二导管中心距离误差10mm9mm3导管中心线位置误差10mm9mm4导管关键点的中心线位置误差6mm6mm5同一平面内的对角线误差19mm17mm6井口导向中心线位置偏差6mm6mm7当其他三个井口导向已经定位时，另一井口导向的中心线误差12mm11.1mm8裙桩套筒中心线位置误差12mm7mm通过使用大型导管架尺寸控制系统和软件，将各个关键节点的尺寸控制在误差允许的范围内，如下表所示：大型深水导管架建造工艺：1.传统立片、扣片工艺 2.组合片翻身建造工艺1.由中间向两边，分头并进施工。 2.合理安排结构、管线、附件等安装顺序，先内部后

9、外部，成框（或成片）吊装 3.加大模块化安装深度。 4.合理选用吊车和拖拉绳进行组合体的翻身90吊装。 5.使用厚板焊接节点断裂韧性评估技术（CTOD），大大降低了建造成本，缩短了建造工期；开发先进的热处理机具，提高热处理效率 6.使用大型导管架尺寸控制系统，对导管架关键部位的尺寸控制的测量方法，即井口同心度、导管架顶部尺寸和组块底部尺寸等，还包括了有先进的测量理论支持的各种测量方法， 1.由中间向两边，分头并进施工。将主结构分为两大部分，中心桁架部分和中心桁架外侧部分：中心桁架部分分为一个组合体和一个单片，组合体和单片在滑道两侧同时施工，然后吊装合拢；中心桁架外侧部分也分为两部分，在中心桁架

10、两侧同时开始预制安装施工，这样可以有效地提高施工进度，减少整体施工时间。2.合理安排结构、管线、附件等安装顺序，先内部后外部，成框（或成片）吊装，导管内部管线在车间预制接长时已安装，减少高空的管线吊装安装施工作业量；导管架内部的附件，例如开排护管，在其顶部拉筋安装之前吊装就位，减少其吊装时穿越结构框架的难度。 3.加大模块化安装深度中心桁架部分：采用单片和组合体相结合的组装方法，即整个中心桁架部分分成一个组合体+一个单片在滑道旁边预制，然后使用大型吊机，以一侧导管作为旋转轴，通过吊机向上的吊力启动及控制吊装作业，将组合体和单片分别翻身90，进行整体合拢。裙装套筒部分：底部导管与裙装套筒组成一个

11、组合体，进行整体吊装。靠船件、登船平台等附件：靠船件、登船平台等附件在地面预制完成后，进行整体吊装。4. 合理选用吊车和拖拉绳进行组合体的翻身90吊装。通过对结构强度、施工现场布局、可用资源、经济效益等各方面的综合平衡，组合体采用四台履带吊和四套拖拉装置共同进行翻身90吊装作业，结合场地实际施工条件，进行相关的准备工作，包括对地基承载力的校核，对铰车制动能力的确认，吊机工况的调整等。整个吊装过程分为三个阶段： 起吊阶段。 旋转翻身阶段。 拖拉固定阶段。10 铰车5. 使用厚板焊接节点断裂韧性评估技术（CTOD），大大降低了建造成本，缩短了建造工期。通过合理选择焊接材料、科学设计焊接工艺参数、严

12、格监督和控制CTOD焊接试板制备等措施，最大限度地提高了CTOD试验的成功率，免除了导管架建造焊后热处理工序。6.大型导管架尺寸控制与管理系统基准坐标网（控制网）误差分析方法研究控制网布设方案研究测量网点标杆设计（地上、地下两部分）控制网的建立大型导管架建造尺寸与三维控制网平差分析方法研究及软件开发大型导管架关键部位测量技术研究及软件开发大型导管架建造测量技术管理规程使用大型导管架尺寸控制与管理系统实现了：大型导管架组装全过程尺寸控制和完工尺寸测量解决了大型导管架建造时人爬到50-100米高空进行大量人工尺寸测量工作，既不准确也不安全的不利局面解决了大型导管架建造依赖国外公司进行尺寸控制的被动

13、局面，以当今世界最先进技术进行尺寸控制。利用尺寸控制技术确保导管架建造质量和建造工期。3地平面4215768150码头9号8号7号6号5号4号3号2号1号PY30-1控制点青岛场地站点布置图马路一号路一号路一号路4号滑道中心线3号滑道中心线2号滑道中心线1号滑道中心线270300PY30-1导管架为8腿导管架，其中外部4根导管均为双倾，中间4根导管与其间的拉筋组成下水桁架，两根导管竖直，两根导管单倾，外部4根导管上各附有3个裙桩套筒，总共9层水平片。导管架垂直高度为212.32米，底部尺寸为74米74米，顶部尺寸为44米18米。当卧式建造时，导管架最高点离地面高度为84.4米。导管直径分别为3

14、200mm，2500mm，2000mm，1800mm，1500mm六种，裙桩套筒直径为2710mm，2660mm两种。导管架设计重量约为16400吨。1.立片和水平片的预制 2.滑道、滑靴、翻身垫墩及临时支撑的布置。 3.在滑道两旁组装中心桁架组合片及立片，需焊接到滑靴上的导管先摆放在滑靴上，且不要使导管的方位发生扭转，另外的导管用临时支撑固定。4. 翻身组合体ROW-2和立片ROW-3。 5.在滑道端部预制中心桁架上部结构并吊装施工。 6.安装中心桁架顶部零散拉筋，中心桁架两侧同时施工，分段安装外侧四根导管，中心桁架外侧水平片、井口片、立片等结构。 7.安装高空底部导管及其上的裙桩套筒。 8

15、.安装剩余附件。 9. 管线、系统的调试、试压。 10. 进行最终的检验、涂装和拖拉装船。 立片和水平片的预制根据导管架各部分的结构特点及吊机能力将整个导管架分为三个大部分进行单片预制，包括中心桁架部分14个单片、中心桁架外侧7个井口片、中心桁架外侧共10个水平片和立片，如下图所示：#9#板支撑板支撑临时支撑板支撑板支撑临时支撑滑道、滑靴、翻身垫墩及临时支撑的布置。清理滑道，滑道处理完毕之后，将滑块摆放就位，然后在滑道上预制滑靴，同时在滑道外侧布置临时支撑。在滑道两旁组装中心桁架组合片及立片，需焊接到滑靴上的导管先摆放在滑靴上，且不要使导管的方位发生扭转，另外的导管用临时支撑固定。 翻身组合体和立片。翻身旋转前应根据拖拉绳布置图提前布置好拖拉绳，并且根据临时支撑布置图布置好临时支撑，着地的临时支撑要时时监测支墩的沉陷情况，及时调整。完成立片翻身之后，将底部两导管之间的拉筋接长，完成中心桁架的合拢。 在滑道端部预制中心桁架上部结构并吊装施工。 安装中心桁架顶部零散拉筋，中心桁架两侧同时施工，分段安装外侧四根导管，中心桁架外侧水平片、井口片、立片等结