萬噸級海洋平臺建造工藝優(yōu)化

1、萬噸級海洋平臺建造工藝優(yōu)化石 亮 劉傳輝 石守義 劉海靜(海洋石油工程股份有限公司, 天津300461)摘要隨著國內海洋平臺浮拖安裝技術的應用成熟，組塊設計逐步向大型化發(fā)型發(fā)展，目前渤海油田，東海油田、南海油田均出現(xiàn)萬噸級以上平臺，此類平臺采用整體建造，建造周期多在一年以上，建造工期普遍較長。本文通過對此類組塊結構特點進行分析，從平臺甲板預制、結構總裝、墻皮安裝等方面進行工藝優(yōu)化討論，以期找到一種適用的建造工藝，縮短建造工期，使組塊盡快投入使用。關鍵詞：甲板預制；結構總裝；工藝優(yōu)化；專業(yè)交叉0 概述目前，由于海上油田地質的復雜，原油開采、處理對相關工藝設備、電力設備需求增加，組塊設計逐步向大型

2、化方向發(fā)展。目前渤海油田，東海油田、南海油田均出現(xiàn)萬噸級以上平臺，這些平臺多布置有4到5層甲板，每層甲板尺寸達到80*80米，相當于標準足球場的大小。隨著國內海洋平臺浮拖安裝技術的應用成熟，此類海洋平臺采用整體建造，建造周期多在一年以上，建造工期普遍較長。通過對萬噸級組塊結構特點進行分析，從平臺甲板預制、結構總裝、專業(yè)交叉等方面進行工藝優(yōu)化討論，以期找到一種適用的建造工藝，提高組塊建造效率。1 結構特點分析萬噸級組塊與常規(guī)組塊結構形式基本相似，多設置4到8根立柱，3到5層甲板，這類平臺多為中心處理平臺，包含發(fā)電機系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、原油處理外輸系統(tǒng)、吊機系統(tǒng)，生活支持系統(tǒng)等，同時往往布置有井口，

3、結構形式見圖1.與常規(guī)組塊相比，主要有以下不同：(1) 甲板面積進一步增大，達到80*80米,上部工藝設備增多；(2) 結構件加強，組塊立柱管徑、壁厚增大，大型組合梁、箱型梁增多；(3) 功能區(qū)劃分增多，電氣、控制房間增多，達到十幾個；(4) 海上浮托法安裝的需要，組塊下部增加甲板支撐裝置 (DSU)；(5) 海上浮托安裝的需要，井口布置在平臺兩側。圖1 萬噸級組塊結構示意（未包含生活樓、鉆修機）2 方案優(yōu)化 基于萬噸級組塊與常規(guī)組塊的不同點，從滑靴布置、甲板預制、場地總裝、房間預制、舾裝等方面對建造方案進行優(yōu)化，以期縮短建造工期，找到一種技術可行，經濟合理的建造工藝。2.1甲板預制萬噸級組塊

4、每層主甲板總重量超過1000噸，根據現(xiàn)有吊車、設備能力無法像常規(guī)組塊一樣整片預制。國內海工場地甲板片傳統(tǒng)預制方法為露天預制，這樣容易受天氣因素影響，焊接質量不易控制，同時也受場地吊機資源限制，預制較長?？朔陨舷拗埔蛩?，將預制場地轉移到車間內部，同時根據現(xiàn)有車間設備能力以及甲板片本身結構特點進行分片預制，每片外形尺寸在25*25米，單片重量控制在200噸以內，具體如圖2所示，這樣處理有以下優(yōu)點：(1) 避免天氣影響（雨、雪、風）甲板片預制進度；(2) 改善施工作業(yè)條件，提高預制質量，減少返工；(3) 可以充分利用車間內天車、門吊資源，工效提高一倍，縮短預制周期。圖2甲板分片示意2.2、立柱組裝

5、常規(guī)甲板片預制時將立柱與甲板片同時在一起進行預制，然后進行后序噴涂作業(yè)，滑道總裝時與甲板片一起吊裝，如圖3所示。但萬噸級組塊甲板片甲板面積大，分成若干小片進行預制。此類組塊的立柱多采用中厚板卷制，直徑多在2米左右，重量達到20噸以上，如果甲板與立柱預制到一起，立柱布置在甲板邊緣位置,將導致甲板片偏心嚴重。這樣的甲板片不利于吊點布置，倒運涂裝困難?；谝陨峡紤]，每層甲板片根據結構形式分成若干小片，預制不帶立柱。待甲板小片預制涂裝完成后，轉運至總裝場地進行總裝，如圖4所示。圖3常規(guī)甲板片建造方式圖4 萬噸甲板片建造方式2.3.結構總裝組塊建造過程中，多借助組塊本身立柱作為支撐，進行陸地建造，完成后

6、采用滑移或者吊裝方式裝船。萬噸級組塊由于重量大，使用浮托法安裝，需要使用DSU（甲板支撐裝置）進行重量轉移，在組塊結構總裝開始前，需完成DSU預制安裝工作，組塊陸地建造期間由DSU支撐平臺重量。DSU根據場地承載力及甲板結構形式進行布置。圖5 DSU支撐布置示意2.3.1中心片定位萬噸級組塊每層甲板分片達到7到8片，有的甚至達到十幾片，在總裝過程中，如果從一側開始總裝勢必造成累計誤差，最終導致甲板片立柱定位不準確。為降低累計誤差，根據組塊整體結構形式以及分片情況，總裝初期每層甲板確定一到兩片甲板作為中心片，作為其他甲板片組裝定位基準。中心片確定后，其他甲板片及立柱，拉筋定位均以此為基準定位測量

7、，如圖6所示。圖6中心定位片2.3.2 立柱安裝甲板小片總裝完成后，開始插本層甲板所帶立柱，立柱插入組對過程中，應對立柱跨距的重點監(jiān)控，在中心定位片上確定測量基準點，加強焊前組對報檢和焊后尺寸控制，確保滿足組塊建造規(guī)格書要求，采用后插立柱的優(yōu)點在于：（1）降低甲板組裝累計誤差影響，確保立柱跨距滿足規(guī)范要求；（2）立柱預制不必考慮噴涂車間高度限制，長度可以盡量加大，減少現(xiàn)場總裝口數(shù)，便于立柱直線度控制；2.3.3、拉筋、墻皮安裝主結構組對、焊接完成后，可以進行上層拉筋，墻皮的組對、焊接。在常規(guī)組塊建造中，每層拉筋、墻皮的焊接多要等上層甲板扣片后才進行，這樣往往受上層甲板片總裝進度影響容易造成人員

8、待工，下部工作無法開展，影響設備就位以及相關電儀支架、護管的安裝就位。在總結以往項目經驗的基礎上，充分考慮拉筋重力作用下下?lián)献冃?，借助全站儀測量設備，本層甲板拉筋在組對完成后直接完成拉筋下端焊接。待拉筋焊接完成后，進行墻皮組對、焊接，充分發(fā)揮三維模型優(yōu)勢，針對可能存在的結構碰撞及時修改墻皮形式。這樣在上層甲板片扣片前完成下層拉筋、小立柱的焊接，房間內的相關設備、護管、支架定位工作可以先行開展，縮短總裝時間。2.4、與機管電交叉處理組塊建造過程中，由于涉及結構、機械、配管、電氣、儀表、舾裝等多專業(yè)交叉作業(yè)，容易出現(xiàn)各專業(yè)干涉，互相爭搶資源的情況，造成返工、窩工現(xiàn)象的發(fā)生。在處理此類問題時，首先應

9、明確陸地建造主線，主線工作優(yōu)先開展，做好各專業(yè)的溝通協(xié)調工作，明確各專業(yè)制約因素，可并行開展工作盡量并行開展。隨時關注主線進度，關鍵線路發(fā)生變化時及時調整各專業(yè)工作次序，確保各專業(yè)協(xié)調配合，完成項目計劃進度。3 結論通過從甲板預制、結構總裝、墻皮安裝、散件安裝等方面對建造工藝優(yōu)化，組塊建造工期進一步縮短，此工藝在渤海某萬噸級組塊建造應用，整個平臺共分為40個單片片預制，從首層甲板片組合梁開始下料預制到整個組塊結構封頂用時半年。通過不斷的實踐、完善，結合現(xiàn)場實際對此類組塊建造工藝進行優(yōu)化，提高現(xiàn)場施工工效，充分發(fā)揮指導施工的作用。參考文獻1. 荀海龍 ,朱 曉環(huán). 萬 噸級組塊浮托技術 研究及典

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11、m 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