钻采平台陆地建造双层结构片联合大型吊装的技术应用

钻采平台陆地建造双层结构片联合大型吊装的技术应用

1伦玉国,2肖飒

1中海石油（中国）有限公司深圳分公司  广东深圳  518000  2中海福陆重工有限公司  广东珠海  519090

摘要：海洋石油钻采平台陆地建造一般采用单层结构片单独吊装的方式，为推进项目一体化建造，本文以恩平20-4DPP组块项目为例，创造性的采用中层5#结构片和夹层9A#结构片联合吊装一次就位。

关键词：钻采平台；建造；吊装

1工程概况

恩平20-4组块5#和9A结构片合并后整体尺寸为：长47.16米，宽27.35米，高9.8米。合片被吊物净重为780.02T。取重量不确定系数为1.05。

表15#与9A#水平片合片重量统计表

2吊装要求

2.1设计要求

1)无其他说明外，吊点主板局部加强材料等级为Q355B等效或以上。

2)吊点要进行全熔透焊接，所有焊缝吊装前要作磁粉检验,吊点主板和侧板与组合梁翼缘板焊接后要做100%UT，与吊点主板和侧板相接的组合梁上翼缘板需要在吊点安装前检查纹理结构。

3)所有的吊点定位都是以吊点孔中心为基准。吊点放置方向与所示吊绳方位一致，具体参见临时吊点布置图。如果吊点尺寸较大，挡板超出了梁边沿，可在梁边沿补充傍板，吊装完成后拆除。

2.2场地要求

1)吊车行走路径应在吊装前一天清理干净并且保证平坦；

2)吊车路径地面坡度不能大于0.3度或吊车制造商允许值

3)在进行吊装作业之前，应清理吊车行走路线上的任何障碍物；

4)行车通道不能横跨电缆沟及其他危险区域；

5)所有未参与吊装作业的人员，都应该站在那些有可能被吊物或吊装设备回转、翻转或倾倒撞击的地方外。任何人都不得站在或工作在吊物正下方。必须使用高可见的带子作为围护隔离，首选的是实体和连续性的围护；

6)吊装工作必须在白天进行，夜间作业只有在事先得到现场经理的许可下，方可进行。对于任何夜间作业，要提供充足的人工照明，才可允许其能有效安全地进行；

7)场地地基承载能力应满足吊车在满负荷状态下的承载要求。

8)吊装前组织设计、各专业监督、安全联合检查碰撞干涉，避免高处作业。

2.3其他要求

1)履带吊不得在超过制造商建议或国家标准要求的风速时进行吊装作业，即风速不大于10.8m/s风速；

2)每根钢丝绳与水平面的夹角应不小于60度。

3)所用的钢丝绳和卸扣要有第三方相关认证的证书，由QHSE部门检查合格，并且在起吊前检查索具连接是否正确。

4)在起吊前，吊装配件都已作了外观检查。所有松散未被固定的物件，如负载上的碎片都应被清理掉。

5)在吊装前任何有可能和吊物及索具发生冲突的结构，都必须移除。

6)索具挂扣方式和索具位置需与吊装程序要求保持一致。

7)要使用溜绳来控制负载，除非使用它会增加对人员的风险。溜绳必须要有足够的长度来控制负载，并以合适的方式使用，以防止吊物撞击到控制溜绳的人员，并可以使员工与吊物正下方保持一定距离，或防止人员暴露在与吊装作业相关的危险下。

8)在绑好吊索具时不得在吊物上进行任何的焊接作业，以防止损坏吊索，并有可能电击到起重机电脑系统。

9)所有吊装作业人员都得具备资质认可。

10)在被吊物平吊离地面0.1米后应停止起升并停留约三分钟，检查所有吊车读数是否稳定，吊装是否存在安全隐患，确认安全后方可继续进行吊装。

3吊装过程

3.1安全检查

吊装作业实施前必须了解该作业所有相关风险，发现隐患立即排除。依据吊装方案对吊索具和吊车进行选取、布置及安装并确认结构片在起始位置，吊装检查单和吊装许可被签署后开始进行吊装。

3.2起吊

使用三台800T和一台1600T履带吊同时工作，同时起吊使结构片离开垫墩达到100mm，结构片始终保持水平。保持高度至所有吊机读数稳定后围绕结构片检查，确保吊索具都已经正确安装，同时检查结构片变形。

如果吊索具与结构片连接可靠且结构片变形在允许范围内，吊车继续起升结构片至一定高度，所有吊机的起升速度要保持一致。

3.3移位

待吊机读数和结构片稳定，观察无异常后吊车朝组块方向行驶移动到达指定位置，所有吊车行驶速度保持一致。

3.4吊装就位

调整结构片的位置和方向，实时检查片的位置和方向，缓慢移动及放钩直至就位，所有吊车移动和放钩速度保持一致。

3.5摘钩

结构片吊装作业确认完成，摘除结构片上的吊索具并将吊索具缓慢吊离结构，吊装作业结束。

4计算分析

5#和9A#结构片预制完成后，根据现场实际统计一体化重量并提供给设计，作为设计模拟重量、重心的依据。结构片出喷涂车间后使用SPMT进行称重，确保结构重量在设计要求范围内，否则采取拆卸脚手架或其他构件的方式减轻重量。对吊装过程中5#与9A#水平片合片各主次梁的结构强度和变形进行计算分析，同时对板式吊点的强度进行校核分析。计算分析结果可以为5#与9A#水平片合片的场地吊装提供理论支持。

建模计算采用SACS软件。在SACS软件中，计算模型主要包括5#与9A#水平合片结构和用来连接吊点和钩头之间吊绳的三维模型。吊绳与水平面的夹角大于60°。

吊装过程分析主要包括以下三种工况：

工况SW：结构净重SW=780.02Te。

工况LC1：工况SW*1.05(1.05为重量不确定系数)。

工况LC2：工况LC1*1.05(结构吊装吨位大于100T小于1000T，故动态放大系数为1.05)。

在SACS模型中，5#与9A#水平片合片模型采用MEMBER单元建立，模型主要包括水平片结构和钢丝绳。

图15#与9A#水平片合片SACS结构模型

图25#与9A#水平片合片结构变形图和UC值

对结构在吊装过程中的变形和强度进行分析，提取分片结构变形图和最大UC值，5#与9A#水平片合片在LC2工况下结构最大UC值为0.663<1，Z方向最大变形为12.428cm，在弹性范围内，满足要求。

临时吊点校核，在吊点强度校核计算过程中，同一种规格取其中受力最大进行校核分析。在吊装过程中，200T吊点最大受力为1310.656KN，85T吊点最大受力为471.043KN,UC值均小于1，满足要求。

结束语：

海洋钻采平台双层结构片大型联合吊装具有很重要的现实意义，双层结构片能够使工作间的预制最大化，提高一体化完成率，节约项目成本，缩短项目工期，为项目创造效益。

参考文献

[1]朱丽娟.海洋石油钻采平台陆地建造水平片吊装方案设计[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(18):180-181.

[2]李世威.海洋钻采平台防腐技术的研究[J].石化技术,2018,25(04):205.

[3]冷单,司志强.我国海洋平台发展现状与前景分析[J].中国工业评论,2016,(09):50-57.