周可佳

(中海油能源發(fā)展油田建設(shè)渤海工程技術(shù)服務(wù)中心，天津300452)

在海洋平臺結(jié)構(gòu)物的吊裝和海上安裝過程中，吊點承受著整個模塊的自身重量和吊裝過程中可能出現(xiàn)的各種附加載荷。因此，在平臺建造過程中，吊點的設(shè)計和裝配極其重要［1-2］。吊點的設(shè)計分為選型和板厚優(yōu)化兩個步驟。本文側(cè)重于吊點的選型，總結(jié)4種常用類型，分別用A、B、C、D代表，結(jié)合圖例和具體項目數(shù)據(jù)分析其特點，歸納它們的應(yīng)用范圍。

1 類型A

1.1 結(jié)構(gòu)形式

如圖1所示，主吊點板的形狀多為梯形，可在板的正面和背面焊接加強(qiáng)環(huán)板，同時為了防止吊裝時吊點發(fā)生扭轉(zhuǎn)，在垂直于主吊點板的平面方向焊接檔板。主吊點板厚度應(yīng)大于加強(qiáng)環(huán)板和擋板的厚度。

圖1 類型A

1.2 優(yōu)缺點比較

優(yōu)點為下料和裝配比較簡單;缺點有如下兩點。

1)由于采用厚板，焊接時必須進(jìn)行預(yù)熱和焊后熱處理。

2)這種吊點形式對方向比較敏感，要求主吊點板平面方向要指向結(jié)構(gòu)物的重心，否則在吊裝過程中會出現(xiàn)不利的扭轉(zhuǎn)［3］。

類型A這種吊點如果應(yīng)用在導(dǎo)管架上，由于導(dǎo)管架基本是純鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計計算的理論重心位置與建造后的實際位置出入不大，吊點的方向可以按照設(shè)計計算的方向來確定，在導(dǎo)管架主體建造時進(jìn)行裝配和焊接。

上部模塊除結(jié)構(gòu)主體的重量之外，還包括機(jī)械、通風(fēng)、電儀、管線和設(shè)備的重量，因此重心的實際位置在建造前很難精確計算，必須要在模塊基本建成后，確定了所有專業(yè)及設(shè)備的實際重量和準(zhǔn)確位置后才能計算出來或通過稱重來確定，因此吊點須在模塊基本建造完成后才能裝配和焊接。在這種情況下，無論裝配、焊接，還是預(yù)熱和焊后熱處理都比較困難。而且由于平臺上的鋼結(jié)構(gòu)焊接最多只能進(jìn)行兩次返修，所以對于已經(jīng)建造好的平臺，如果焊接吊點出現(xiàn)兩次返修不合格，那不論對建造質(zhì)量的保證還是項目進(jìn)度的控制都將是非常被動的。

1.3 適用范圍

類型A這種吊點在輕型的導(dǎo)管架和上部模塊中較為常見，采用這種吊點的有如下例子。

1)東方1-1 WHPE上部模塊，重量約760 t。

2)LD10-1 WHPA導(dǎo)管架，重量約710 t。

3)水平片分片吊裝時使用的臨時釣點。

2 類型B

2.1 結(jié)構(gòu)形式

類型B是采用主吊點板插入立柱焊接的形式(見圖2)。在主吊點板正面背面焊接加強(qiáng)環(huán)，為了增加吊點的強(qiáng)度并防止吊裝時發(fā)生變形，在立柱里面垂直于主吊點板的厚度方向焊接加強(qiáng)筋板與立柱連接，并垂直于主吊點板的平面方向焊接檔板。

圖2 類型B

2.2 優(yōu)缺點比較

優(yōu)點為下料和裝配比較簡單;缺點有3點。

1)焊接吊點時要進(jìn)行預(yù)熱和焊后熱處理。

2)不能應(yīng)用于導(dǎo)管架，因為在海上打樁時這種吊點的位置妨礙樁管進(jìn)入樁腿。

3)吊點對方向性比較敏感。

2.3 適用范圍

這種類型的吊點廣泛應(yīng)用于各種輕型和中型的上部模塊，例如鉆機(jī)模塊和生活模塊。如果增加吊點數(shù)量，也可以應(yīng)用于重型模塊。主吊點板的板厚一般為50～100 mm。采用類型B這種吊點的有如下例子。

1)WC13-1/2 WHPB上部模塊，重約840 t，4個吊點。

2)BN26-2 WHPA上部模塊，重約2 400 t，6個吊點。

3)JZ9-3E WHPA生活模塊，重約500 t，4個吊點。

4)NB35-2 WHPB生活模塊，重約650 t，4個吊點。

5)BZ28-2SDSM鉆井支持模塊，重約950 t，4個吊點。

6)PY4-2 DSM鉆機(jī)模塊，重約1 190 t，4個吊點。

7)BZ28-2S生活模塊，重約為1 380 t，4個吊點。

8)BZ13-1 WHPB生活模塊，重約400 t，4個吊點。

3 類型C

3.1 結(jié)構(gòu)形式

與前面兩種吊點不同，類型C這種吊點形式是將鋼管直接焊接在立柱上作為吊點。為了增加吊點的強(qiáng)度，在吊點管里面要焊接加強(qiáng)筋板，見圖3。

圖3 類型C

3.2 優(yōu)缺點比較

3.2.1 優(yōu)點

1)吊裝時鋼絲繩直接作用在吊點管上。由于吊點是管狀結(jié)構(gòu)，吊裝時鋼絲繩的曲率比較大，不會產(chǎn)生過大的變形。

2)吊點對方向性不敏感。在吊裝過程中，吊繩的受力方向可沿著吊點管橫截面的方向任意扭轉(zhuǎn)。

3)吊點與立柱連接的焊縫較長，可以避免使用壁厚很大的管來制作，因此對焊前預(yù)熱和焊后熱處理都不需要嚴(yán)格的要求。

3.2.2 缺點

制作復(fù)雜。對于大型的結(jié)構(gòu)物，其吊點的尺寸也相應(yīng)較大，需要卷制鋼管，對馬鞍口的切割精度也相對要求較高。

3.3 適用范圍

采用類型C這種吊點的有如下例子。

1)LD4-2 WHPB導(dǎo)管架，重約720 t。(初始設(shè)計采用類型A的吊點形式，板厚為50 mm，吊點長度為1 300 mm;后更改為類型C，采用規(guī)格為φ1 016×38的卷制鋼管制作。)

2)基于類型C這種吊點的受力方向可扭轉(zhuǎn)的優(yōu)點，在上部模塊的建造中，此種吊點也經(jīng)常應(yīng)用于水平片的翻身和立片的吊裝。

4 類型D

4.1 結(jié)構(gòu)形式

類型D這種吊點的形式是在立柱上開方孔，孔的傾斜角度與吊裝時吊索的角度保持一致，在孔中插入厚板，在立柱外部的吊點板兩側(cè)焊接半圓管以增加吊點的強(qiáng)度，并在吊點兩端焊接擋板，外觀類似于類型C的管型吊點結(jié)構(gòu)，見圖4。

圖4 類型D

4.2 優(yōu)缺點比較

優(yōu)點與類型C的優(yōu)點相似。

缺點有以下兩點。

1)在海上吊裝完成后，吊點要割掉，比較浪費材料。

2)類型D這種吊點的制作過程最復(fù)雜，焊接難度大，對焊前預(yù)熱和焊后熱處理都有嚴(yán)格的要求。

4.3 適用范圍

類型D這種吊點適用于重型結(jié)構(gòu)，例如:東方1-1 CEP上部模塊，重約為2 600 t，吊點為4個，吊點板的板厚為150 mm。

5 結(jié)論

以上所述的4種吊點從外觀上來看，類型A和類型B是板型結(jié)構(gòu)，類型C和類型D是管型結(jié)構(gòu)。相對于管型結(jié)構(gòu)而言，板型結(jié)構(gòu)的吊點對方向性比較敏感，需要精確計算重心的位置;但制作時的下料裝配比較簡單，不需要切割馬鞍口。相同結(jié)構(gòu)類型吊點的特點比較見表1、表2。

表1 板型結(jié)構(gòu)

表2 管型結(jié)構(gòu)

從以上對比來看，隨著結(jié)構(gòu)重量的增加，吊點的制作難度也相應(yīng)增大。

在吊點的選型時，要對其所承受的荷載進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和計算，綜合考慮結(jié)構(gòu)物在各種工況條件下的受力情況，在滿足使用要求的前提下，本著省工、省料的原則，并兼顧其制作過程的可靠性等諸方面因素來確定吊點的形式。在吊點的制作過程中，要嚴(yán)格按照工藝要求，保證裝配的精度和焊接質(zhì)量，以確保吊裝作業(yè)的安全性。

［1］劉 巍，孫振平.綏中36—1油田Ⅱ期開發(fā)工程井口平臺導(dǎo)管架和組塊的吊裝與拖航［J］.中國海上油氣，2001，13(2):11-14.

［2］郭 鷹，曹 軍，李小巍.海洋平臺吊點焊接結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計［J］.中國海洋平臺，2002，17(4):340-344.

［3］鄭東強(qiáng)，閻祥安，于 皓.大型導(dǎo)管架吊點分步離散優(yōu)化設(shè)計［J］.海洋工程，2005，23(4):76-80.