现役海上石油平台吊装技术的研究和应用

现役海上石油平台吊装技术的研究和应用

王玮

海洋石油工程股份有限公司天津塘沽300452

摘要：随着海洋石油天然气开发的技术和装备能力的快速提升，海洋石油天然气平台生活楼模块安装采用大型浮吊海上整体吊装至平台的方案。海上大型浮吊资源稀缺且使用成本极高，生活吊装后，如何用最短的时间、最有效的组织管理完成与平台的连接调试，达到投用入住条件，实现平台生活楼生活自给，尤为重要。本文介绍海上吊装的技术特点，分析了海上吊装方法的选择与应用，并预测了未来海上吊装技术的发展方向。

关键词：海上石油平台；吊装；技术

随着现役海上石油平台使用时间的增加，平台上设备和设施的维修、改造、更新工程将必不可少，并呈现逐年增加的趋势，在这些工程的实施过程中，吊装技术扮演着重要的角色，不同吊装技术的使用直接到影响工程项目的费用、进度、安全、质量等方面的控制。本文研究的吊装系指在现役海上石油平台上使用吊车、浮吊等吊装机具对设备、设施从船舶上吊起到安装就位全过程的统称。吊装可以通过一个吊装机具进行一个动作来完成，也可以通过多个吊装机具进行多个连续性动作来完成，每个吊装过程都需要吊索具配合进行。

一、吊装方法的选择与应用

目前，海上石油平台上的设备、设施的吊装一般采用平台吊车、浮吊、简易装置、使用甲板悬伸结构吊装四种主要的吊装方法。

1、平台吊车吊装。使用平台上的固定吊车进行吊装是最常用的一种吊装方法，该方法的使用有两种情况：一种情况是设备、设施从运输船舶上起吊到其安装就位的过程中，其重量均小于该位置下吊车回转半径内的安全工作负荷SWL，这种情况下设备、设施可一次吊装就位；另一种情况是设备、设施在起吊位置时，吊车回转半径的安全工作负荷SWL大于其重量，而在安装位置时，该位置下吊车回转半径的安全工作负荷SWL小于其重量，该情况下需要将设备、设施先吊至吊车负荷范围内距安装位置最合适的位置，然后再使用滑移法、导索法、夺吊法等其他方法进行吊装就位。

2、浮吊吊装。使用浮吊进行吊装费用巨大，在现役海上石油平台的相关施工作业中，浮吊吊装一般用于无法使用其它吊装方法的大型设备、设施的安装（一般适用于30吨以上不可分割的设备、设施的吊装）。使用浮吊吊装需满足以下要求：吊装作业前，应进行吊装分析，并据此编制吊装作业程序。用于吊点结构设计的荷载应由吊装分析提供。吊装分析模型应符合实际的吊装布置。吊装计算及吊点结构的设计应符合所用规范、标准的要求。吊装索具应按吊装分析结果选择。吊装索具的安全系数及公差应符合所用规范、标准的要求，并应有出厂合格证书、试验证书和发证检验机构认可证书。

3、简易装置吊装。海上吊装常用的简易装置一般包括龙门架、悬臂拔杆和借助平台结构三种方式，主要使用于在平台范围之内平台吊车不能覆盖的区域，如火炬头的吊装等。龙门架——是由两根立柱和横梁组成的门字形起重框架，横向稳定性较好，可用于装卸尺寸较大的重物。悬臂拔杆——是在独脚拔杆的中上部安装一根固定或可旋转的悬臂吊杆而成，一般用于2吨以内重物的吊装。借助平台结构——是借助平台本身的结构梁作为起重横梁，在其上焊接吊点，配合倒链等机具，用于平台内部上甲板以下的设备、设施的吊装。使用简易吊装装置可以一次吊装就位，也可以多个装置配合使用。

4、使用甲板悬伸结构吊装。使用甲板悬伸结构吊装是近几年根据工程的需要发展而来的，该方法通常用于平台吊车起重能力不能满足需要，且使用浮吊费用又远远大于工程预算的项目。使用甲板悬伸结构吊装通常可以用于30吨以内的设备、设施的吊装或平台吊车回转半径内无法覆盖区域的吊装，使用甲板悬伸结构吊装方法在海上平台吊装中的应用，两根悬伸出的H型钢结构梁作为吊装承重梁。使用甲板悬伸结构吊装时，一般由两个起重机具共同吊装，该悬伸结构可以是两根悬臂梁，也可以是多根梁组成的矩形框架结构，具体形式根据重物的重量和尺寸经过结构计算后决定。使用甲板悬伸结构吊装的起重机具可以是手动工具，倒链也可以是卷扬机和滑轮组。使用手动工具吊装适用于单次或次数少的相对较轻的重物的吊装，使用卷扬机和滑轮组吊装适用于大重量或次数多的吊装工作。

二、吊装的计算分析

1、吊装分析。吊装分析一般包括四个内容：根据重物的重量、外型尺寸、安装位置以及施工现场情况确定吊装方法；确定重物的吊装路线和吊机具的数量；确定吊点的位置、数量、规格；确定吊绳长度、规格、数量及配套卸扣的规格、数量。

2、吊装计算。吊装计算一般用于以下三种情况：使用甲板悬伸结构吊装；使用非标准简易装置吊装；使用平台结构吊装较重的重物；一般简单的结构可以通过手工计算强度，复杂的结构需通过电脑计算。电脑计算包括结构模拟、荷载模拟、边界条件处理、结构强度和稳定校核四个部分。所有吊装的相关计算均应通过第三方批准。在进行吊装计算时，应严格执行规范，按规定的安全系数进行计算，同时要根据起重物的不同或起重方式的差异，合理规范的选择吊装索具及配套机具的安全系数。

3、吊装图纸。吊装图纸一般包括：设备、设施装船布置图（必要时）；吊装机具及吊点布置图；吊装结构设计图；吊装工艺图等。海洋平台吊装技术的发展方向随着技术水平的不断发展，用于海洋平台的吊装技术也在不断的向前探索和发展，目前，中国海洋石油公司已研制生产出可拆卸、可拼接的25吨新型吊机，且已有陆地塔式起重机在平台上组装使用的经验。为适应海洋平台生产和工程的需要，海上吊装技术必将向着更加安全、快速、高效的方向不断发展。

总之，吊装技术的运用是海上施工中一个不容忽视的问题，技术方案运用的好坏及可行性将直接影响到整个工程的效益、进度和安全，因此，海上平台建造过程中，必须加强吊装技术、日常培训和资料的收集整理工作，从施工中抓安全、要效益，使平台建设过程稳步向深海发展。

参考文献：

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