章東云等

摘要：本文詳細(xì)闡述了海上平臺(tái)上空壓機(jī)橇塊工藝流程，設(shè)計(jì)、施工和項(xiàng)目管理的要點(diǎn)，以及從現(xiàn)場實(shí)際操作出發(fā)進(jìn)行的一些改進(jìn)措施，供同行參考。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī)；橇塊；海上平臺(tái)

引言

2012年5月9日，中國首座自主設(shè)計(jì)、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺(tái)“海洋石油981”在中國南海海域正式開鉆，平臺(tái)最大作業(yè)水深3000米，鉆井深度可達(dá)10000米，平臺(tái)自重超過3萬噸；從船底到井架頂高度為137米，相當(dāng)于45層樓高，標(biāo)志著中國海洋石油工業(yè)的深水戰(zhàn)略邁出了實(shí)質(zhì)性的步伐。近些年來，橇塊集約化、功能化已成為海上深水平臺(tái)的主要發(fā)展方向。本文以番禺4-2/5-1空壓機(jī)橇塊項(xiàng)目為例，對(duì)海上空壓機(jī)橇塊的設(shè)計(jì)和建造過程進(jìn)行技術(shù)總結(jié)。

1.工藝流程

一般空壓機(jī)橇塊的工藝流程下圖所示：

2.設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1鋼結(jié)構(gòu)底座

由于空壓機(jī)橇塊上面有空壓機(jī)、干燥機(jī)和控制柜等設(shè)備，必須配底座。既要保證結(jié)構(gòu)安全，又要盡可能降低整體重量一般底座的設(shè)計(jì)主要根據(jù)上面設(shè)備重量和布置選擇工字鋼的型號(hào)以及布置，同時(shí)對(duì)應(yīng)管支架再增加一些小的工字鋼。對(duì)于重型設(shè)備還需要有限元計(jì)算一下吊裝時(shí)底橇的變形、應(yīng)力情況。

2.2管道

在進(jìn)行空壓機(jī)橇塊管道設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足一般配管的要求情況下，要整體考慮管道的布置，使橇塊結(jié)構(gòu)緊湊。

（1）盡可能降低管道的高度，可以減少支撐材料，有利于增加管道支撐的剛度，也便于操作和維修管道上的閥門。

（2）選用固定防振管卡，阻滯管道的振動(dòng)。

（3）根據(jù)空壓機(jī)出口流量合理選擇管道直徑，太大會(huì)增加成本；由于管道上閥門較多，而DN50以下的閥門均為鍛造，成本很高，管道太小會(huì)增加閥門的成本，要綜合考慮各方面的經(jīng)濟(jì)型，合理設(shè)計(jì)管道的大小。

3.施工要點(diǎn)

3.1制造工序

常規(guī)的空壓機(jī)橇塊的主要施工工序?yàn)椋?/p>

①底座鋼結(jié)構(gòu)材料打砂、噴底漆；②底座鋼結(jié)構(gòu)材料下料、組對(duì)、焊接、調(diào)平；③二次涂裝；④空壓機(jī)、干燥機(jī)及部分設(shè)備和管道支架設(shè)備就位；⑤管道材料打砂、噴底漆；⑥管道安裝、試壓；⑦電儀材料設(shè)備安裝；⑧管道氣密性試驗(yàn)；⑨功能測試；⑩三次涂裝；?FAT驗(yàn)收；?海上平臺(tái)聯(lián)合調(diào)試。

3.2底座焊接變形控制

在橇塊底座焊接過程中， 按技術(shù)要求嚴(yán)格控制劃線、切割、組對(duì)的尺寸誤差， 采取從里向外、間斷、對(duì)稱、小電流的焊接工藝， 并及時(shí)調(diào)整焊接變形， 避免誤差累積。在上一道工序滿足技術(shù)要求后再進(jìn)行下一道工序施工， 同時(shí)用測量儀器嚴(yán)格測量制作誤差。對(duì)接工字鋼采用雙面連續(xù)焊，間隙1mm，焊腳高度取較薄厚度。橇塊底座表面任意2000mm范圍內(nèi)不平度<=2mm，總體不平度<=6mm。

3.3 電氣、儀表

橇塊整體空間較小，需分析結(jié)構(gòu)、管道的空間布置與電氣、儀表設(shè)備的安裝位置后，依據(jù)分類排布、操作維修便利、空間充裕的原則選定電纜橋架、電纜和儀表管等排布的位置。主橋架選擇電纜密度較大的區(qū)域，如LCP柜進(jìn)出線端，電氣電纜和儀表電纜敷設(shè)在同一橋架內(nèi)時(shí)用隔板隔離避免干擾。

電氣、儀表設(shè)備與空壓機(jī)、干燥機(jī)設(shè)備連接時(shí)注意雙方的接口尺寸，尤其是歐標(biāo)、日標(biāo)等非標(biāo)尺寸，要提前查實(shí)后選擇購買合適尺寸的接頭，確保施工進(jìn)度。

4.施工改進(jìn)

4.1空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)增加電伴熱

考慮到次空壓機(jī)橇塊在南海平臺(tái)上，環(huán)境潮濕，為避免空壓機(jī)電機(jī)因溫度較低、水分含量過高等出現(xiàn)故障，造成生產(chǎn)中斷，現(xiàn)場在電機(jī)上安裝了電伴熱加熱帶，增加了電動(dòng)機(jī)斷電自動(dòng)啟動(dòng)電伴熱加熱帶的功能，確保電動(dòng)機(jī)在南海環(huán)境中的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

4.2溫濕控制儀

同樣是考慮南海潮濕、冬季溫度低等因素，對(duì)空壓機(jī)本體控制柜和干燥機(jī)本體控制柜內(nèi)部均加裝了空間加熱器，確保了控制柜內(nèi)的干燥度，避免因潮濕而燒壞電器元件，保證了控制柜的質(zhì)量和整體控制的安全性。

4.3空壓機(jī)的電纜

對(duì)于空壓機(jī)和干燥機(jī)設(shè)備上不符合海上工作環(huán)境的電纜，合理利用庫存材料，更換為符合海上工作環(huán)境的鎧裝電纜。既保證了質(zhì)量，又了節(jié)約成本。

4.4空壓機(jī)頂上防雨罩

由于此空壓機(jī)冷卻風(fēng)扇向上排風(fēng)，而此空壓機(jī)橇塊在平臺(tái)放置的位置上方無甲板，為防止風(fēng)扇進(jìn)雨水，項(xiàng)目組通過研究設(shè)計(jì)，在空壓機(jī)頂部安裝了不銹鋼防雨罩，既不阻礙風(fēng)扇的排氣，又防止進(jìn)雨水，確保了冷卻風(fēng)扇的長期可靠運(yùn)行。

5.項(xiàng)目管理

（1）橇塊項(xiàng)目具有周期短，材料種類多，部分材料采辦周期長的特點(diǎn)，材料能否及時(shí)到貨是項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵控制點(diǎn)。要對(duì)材料采辦的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)做好技術(shù)澄清工作，評(píng)標(biāo)時(shí)控制到貨時(shí)間，確保材料能按期、保質(zhì)到貨。

（2）在項(xiàng)目具體實(shí)施過程中，在做加工設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)現(xiàn)場的情況和類似經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)和詳細(xì)設(shè)計(jì)溝通，完善設(shè)計(jì)，使橇塊更具實(shí)用性。同時(shí)做好材料利庫和替代工作，降低項(xiàng)目成本，保障工期。

（3）根據(jù)各材料到貨時(shí)間，合理安排各專業(yè)工作，在必要時(shí)可進(jìn)行趕工，以銜接后續(xù)工作；另外如果兩個(gè)或兩個(gè)以上橇塊同時(shí)施工時(shí)，對(duì)于同一部分工作最好指定專人施工，配備固定的電儀工人，盡可能提高工作效率，也便于糾錯(cuò)。

6.結(jié)束語

空壓機(jī)橇塊屬于設(shè)備橇塊，應(yīng)該是作為一個(gè)產(chǎn)品來制造。在設(shè)計(jì)和建造時(shí)，要綜合考慮功能實(shí)用、結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理等因素，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行優(yōu)化，節(jié)約成本。本文詳細(xì)闡述了海上平臺(tái)空壓機(jī)橇塊工藝流程，設(shè)計(jì)、施工和項(xiàng)目管理的要點(diǎn)，以及從現(xiàn)場實(shí)際操作出發(fā)進(jìn)行的一些改進(jìn)措施，使得產(chǎn)品更具競爭力，為類似設(shè)備橇塊項(xiàng)目實(shí)施提供了可靠的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]白寧，孫云波，穆家華.深水平臺(tái)常壓容器橇制造工藝及優(yōu)化[J].石油與化工設(shè)備，2010，13（2）：17-19.

[2]李楊，張武奎，趙軍凱.曹妃甸油田空壓機(jī)系統(tǒng)改造[J].通用機(jī)械，2009，（4）：54-56.

[3]楊倩.往復(fù)式壓縮機(jī)橇裝設(shè)計(jì)之總體配管[J].石油化工應(yīng)用，2009，28（3）：110-116.