提高海洋石油201船铺设双层管效率研究

提高海洋石油201船铺设双层管效率研究

张延国,菅华伟,王少林

海洋石油工程股份有限公司  天津市 滨海新区300461

摘要：

海洋石油201船是DP2/3定位的起重铺管船，铺管作业线的原始设计是主要为铺设单层管设计的，能够铺设12吋-60吋的海管。铺设海管的流程为：从A甲板运送12米的管线至主甲板的左右两舷，左右两舷分别将两节12米管线焊接为24米，运送至主甲板中线，再此和主管线焊接，铺于海底。

但是，近年来铺设双层管的项目居多。由于设计的原因铺设双层管的效率较低，而船舶施工每天的投入是很大的，所以提高作业线铺设双层管的效率具有很大的意义。从近年施工中发现预制线的效率低下是造成整个海管铺设效率较低的关键所在，本文从提高辅助作业线的效率入手，研究提高船舶铺设双层管效率。

关键词：

双层管 预制线 铺管

Abstract：The ship of HYSY-201 is DP2/DP3 dynamic positioned pipe lay crane vessel for laying sub sea pipelines in water. The original design of pipe laying operation line is mainly designed for laying single-layer pipe, able to lay 12 "- 60" sea pipes.The process of laying sub sea pipelines is as follows:The 12m pipeline is transported from the A-deck to the left and right sides of the main deck. The two 12m pipelines are welded to 24m on the left and right sides respectively, transported to the center line of the main deck, and then welded with the main line and laid on the seabed.

However, in recent years, most of the projects have laid double layer pipes.Due to the design, the efficiency of laying double layer pipes is low, and the daily investment of ship construction is large, so it is of great significance to improve the efficiency of laying double layer pipes.It is found from recent construction that the low efficiency of the prefabricated line is the key to the low efficiency of the whole submarine pipeline laying,This paper starts with improving the efficiency of auxiliary operation line, and studies how to improve the efficiency of ship laying double layer pipe.

Key words: double layer pipe; prefabrication line; pipe laying

船舶简介：本船是深水动力定位双层甲板铺管起重船，能够铺设水深达3000米的海管，在纵向中心线设有铺管作业线（下称：主作业线），船艉设有托管架。该船是DP2/DP3，并同时拥有CCS和ABS双船籍。

主作业线设置在主甲板上，主甲板上层是储存管线的 A 甲板。主作业线两侧分别配备一条双节点管线预制线（下称：预制线）。本船设计铺管速度为 5 公里/天。

A甲板上能储藏 9000 吨的管段。管子的装卸和传送将由两台可移动的甲板龙门吊、滚轮和传送装置完成。

前言：从目前的船舶施工状态较国际同类铺管船舶对比，海洋石油201船在铺设双层管时的效率较低，主要表现为：预制区将两节12米管线焊接成24米管线的效率，供应不上主线的需求，出现主线等待辅线（预制区）的情况。

辅线为什么供不上，通过对施工环节耗时的统计和分析得出原因有二：辅线的埋弧焊慢；辅线的外管对中耗时太长，10-15分钟不等。本文从降低辅线对中耗时，提高对中效率进行研究，大致分为四个小节：1）辅线必要的设备介绍；2）铺设双层管时对中慢的原因；3）如何改进；4）改进的可行性。因为201船辅线的设备原始设计是主要为铺设单层管设计的，那么介绍必要设备和铺设双层管效率低会出现重合、交叉，所以第一、二节同时写：

第一节：辅线必要的设备介绍以及铺设双层管时对中慢的原因；

辅线的对中、焊接是在3个站上完成的，第一站有四个旋转滚轮组成，如下图照片中的1/2/3/4，两节12米的管线分别放在1/2和3/4上。其中1/2是可以上下左右前后移动的，实现两节管合口。1/2/3/4同速旋转，实现焊接；第二站由A/B组成，只可旋转实现二次焊接；第三站和A/B差不多，实现旋转焊接，且可升降，以便焊接后传输。这些特点都是为单层管设计的,如今铺设双层管,那就很慢了.首先,内层管在1站实现对中和焊接;第二站实现外管的对中和封底,慢就慢在这一站,因这一站没有对中设备,如果在第一站实现外管对中和封底,那么2/3站会出现大量空余时间，效率更低。只有在第二站实现外管的对中和焊接。

通过施工的观察，我们知道对中时需要先将尼龙绳用压缩空气吹进内管中，尼龙绳在船尾系上钢丝绳，船头人工拉尼龙绳，直至将钢丝绳拉倒船头，此时在船头用钢丝绳连接卡具，将内管和船头那节外管一起向船尾拉，直至外管合口。又由于2站只有两个滚轮A/B支撑，所以管段实现弓腰，需要行车辅助对管口，整个过程耗时费力。

第二节：如何改进；

改进总体思路是在辅线2站船头的位置安装一可以左右上下移动的平台（见图二），平台上安装可前后选装的‘V’型惰轮2-3对，惰轮的船艏方向安装一可以前后伸缩的液压/气缸，用以推两节内管和船艏方向的一节外管，实现外管对中合口。液压缸相对于平台应可以实现大

范围的上下调节，因为不同管径的管道的圆心相对平台是不同的。而液压缸相对管道的圆心是不变的。

需要说明的是液压缸的伸缩和管道旋转焊接之间要有互锁，即只有液压缸缩回，管道才能实现旋转焊接。从而避免旋转损坏液压缸的活塞或者管端坡口，更避免管线横移时设备和海管的损坏。

第三节：改进方案的可行性论证

3.1 改进的必要性说明  

201船近年铺设双层管的项目较多，并且实际情况是铺设双层管时,主线等辅线,辅线跟不上,跟不上的一个重要原因就是辅线外管对管太慢。所以从提高对管效率上改进是可行的。

3.2 方案所述能否真的提高对管效率 

通过项目施工时各个工序耗时的统计，得出现在双节点预制区在进行内管对中时各个工序的耗时如图三，当然不同时期耗时有出入，但是大致情况是这样的。

通过第二节所述的改造后，能够在拉管和行车协助对中的时间内完成对中。因为：拉管和行车协助对管都必须进行，且分开进行；拉管是行车拉，行车速度就那样；操作行车和对管的需要不同的人进行，中间出现指挥、操作之间的传递。而改造后：“行车协助对管”这个必须的步骤可以通过调节平台上下左右移动，在检验的时候已经做完了，因为两个管口之间的距离50CM左右，不是太差劲的铆工都可以做到。甚至较好质量的管线，都不需要调节平台上下左右移动。剩下的必要的在检验后的步骤就是液压缸伸出推管。而“平台”和液压缸操作按钮都在对管铆工手中，解放4个劳动力。

所以对一道口提高3-5分钟能够完成。按照目前的速度半小时一道口（24米），所以提高的效率还是很明显的。

3.3 方案的经济可行性论证

根据船舶施工设备的安装价格，初步估算安装一台如试图二的设备大致花费在150万人民币左右。如3.2中所述，经过改造保守每道口能够节省时间在3分钟左右，按照目前船舶施工效率，半小时一根管，那么每天可以多铺5根管，按照每年铺设时间为120天计算，可以节省12个船天，201船每个船天在100万人民币以上，所以一个季度就能收回投资成本。

所以通过改造提升船舶铺设双层管的效率的研究是可行的。