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        平臺新增大尺寸立管后安裝技術(shù)

        2015-11-28 07:54:14魏行超湯炳然蔡長松駱承樹林守強(qiáng)海洋石油工程股份有限公司深圳分公司廣東深圳518067
        化工管理 2015年34期

        魏行超 湯炳然 蔡長松 駱承樹 林守強(qiáng)(海洋石油工程股份有限公司深圳分公司,廣東 深圳 518067)

        隨著海洋石油業(yè)發(fā)展的需要和油田開采力度的增加,不斷有新建平臺安裝到海上。為了節(jié)約成本,很多新建平臺依托于原有的平臺的油氣處理和集輸系統(tǒng),這就需要在既有平臺上安裝剛性立管,以連接海底管道。

        對于新建平臺,立管可以直接在陸地建造時建造在樁腿上,對于已建平臺立管的安裝,我們稱之為“后安裝”[1]。立管后安裝通常分為兩種安裝方式,一種是立管、管卡分開安裝,利用油氣平臺的吊機(jī)和下部空間,通過絞車和臨時吊點的輔助,逐個安裝立管卡子。當(dāng)立管卡子初步就位后,開始逐節(jié)接長立管并向下吊放,立管依次通過相應(yīng)位置的管卡時,再通過倒鏈等工具調(diào)節(jié)立管卡子在導(dǎo)管架拉筋上的左右偏移和仰俯角,使立管順利穿引進(jìn)小管卡;另一種是一管多卡的管卡一體安裝,是將多個立管卡子按照深淺順序采用相鄰分組的方式,將多個立管卡子與立管按照其在導(dǎo)管架上的相對位置在水面上預(yù)先組裝,再整體吊裝至安裝位置,然后在水下進(jìn)行固定。按照此模式,后續(xù)以淺的各組立管卡子依次安裝[2]。

        1 平臺新增立管情況

        為了節(jié)約成本,新建平臺生產(chǎn)的天然氣通過海底管道輸送到已存中心平臺進(jìn)行加工處理,為此需要在已存平臺增加立管。該立管安裝項目具有如下特點:(1)立管尺寸大。且為保護(hù)水面輸氣立管不被守護(hù)拖輪等船舶碰撞而引發(fā)損壞和事故,靠近水面立管設(shè)計成彎管形式,將立管從導(dǎo)管架外側(cè)穿入至導(dǎo)管架內(nèi)側(cè)。(2)立管安裝空間小。該立管與其他立管之間距離十分接近,立管管卡安裝位置的導(dǎo)管架拉筋空間狹小,不利于管卡安裝調(diào)整。(3)管卡多,每個管卡一般重達(dá)2 噸以上,如下圖1 所示。(4)平臺甲板空間有限,并且可利用的甲板承受載荷較低,需盡量減小甲板設(shè)施使用,減小對平臺的受力。

        2 安裝方案確定

        綜合考慮到立管安裝項目特點,采用了相對穩(wěn)妥的立管、管卡分開安裝的方式,因為如果采用管卡一體安裝方法,將會有如下兩點風(fēng)險:

        (1)陸地組裝階段將管卡和立管連成整體,如果在水下發(fā)生管卡相對位置和管卡角度不精確,組合體與導(dǎo)管架桁架不服帖的現(xiàn)象,此時將進(jìn)退兩難,由于立管及管卡尺寸大、安裝空間小,水下進(jìn)行管卡調(diào)整幾乎不可能,而要吊上水面重新調(diào)整風(fēng)險更是巨大,對項目而言風(fēng)險成本難以承擔(dān)。

        (2)這種安裝方式給吊裝帶來很大難度。管卡重量大,且角度不一樣,立管管卡組合體在甲板組裝及吊裝扶正時角度不易控制。由于受平臺條件限制,平臺可支持輔助絞車受力有限,只能盡量減少每次吊裝載荷。而對于立管、管卡分開安裝的方式,以上兩點風(fēng)險將不存在。對于管卡同軸度不易保證這個問題,通過陸地做好充分標(biāo)記、改良水下測量方法等措施,達(dá)到了良好的效果。

        3 施工步驟

        首先做好施工準(zhǔn)備工作:

        (1)做好標(biāo)記線。立管安裝的重點是如何保證管卡的同軸度,對于有彎管的立管來講,保證立管與管卡的相對角度也非常重要,為此在陸地對立管和管卡做了多重標(biāo)記線。立管標(biāo)記中心線、高度線,以便調(diào)整立管角度和測量立管高度;管卡標(biāo)記中心線、角度線。

        (2)平臺布場。為了提供立管吊裝、穿入和位置調(diào)整,在平臺布置了2 臺絞車、3 個絞車滑輪吊點用于立管及管卡的吊裝和位置調(diào)整。導(dǎo)管架內(nèi)部2 個滑輪吊點用于第四段立管穿入及調(diào)整。各吊點需進(jìn)行相應(yīng)載荷測試,以確定平臺甲板載荷承受能力并做相應(yīng)工字鋼加固。

        (3)施工準(zhǔn)備工作結(jié)束后,進(jìn)行管卡安裝,管卡安裝分為飽和潛水和空氣潛水安裝,利用飽和潛水支持船(DSV)、平臺吊機(jī)及平臺絞車配合下放管卡。潛水員利用手扳葫蘆和倒鏈等工具,加上平臺絞車的配合,精確進(jìn)行管卡調(diào)整安裝[3]。

        圖1 管卡類型

        ①在下放前,管卡根據(jù)導(dǎo)管架傾角調(diào)平角度,使水平角度稍稍比導(dǎo)管架傾角大,方便管卡安裝時依靠自重向下旋轉(zhuǎn),減少潛水員水下調(diào)整時間;②管卡吊裝至預(yù)定位置后,潛水員初步測量管卡安裝位置,使用高壓水槍及液壓打磨刷等工具清理干凈導(dǎo)管架海生物。使用測量三角板(用于消除導(dǎo)管架桁架焊縫等影響)及量尺,精確測量管卡安裝位置并做好標(biāo)記。下放管卡并把管卡導(dǎo)管架合頁合攏,潛水員使用倒鏈等工具調(diào)整管卡至安裝位置。③提前在最深處管卡焊接U 形環(huán),如下圖2 所示,并首先安裝最深處管卡,根據(jù)測量在導(dǎo)管架上端安裝拉線,并穿過U 形環(huán),末端使用配重拉緊拉線。當(dāng)管卡中心線與拉線對齊,則所有管卡處于同一鉛垂線上;

        圖2 管卡焊接U形環(huán)

        (4)使用角度尺貼在管卡內(nèi)壁上,調(diào)整管卡使水平尺水平,則管卡角度與導(dǎo)管架傾角一致。

        最后進(jìn)行立管安裝,本次立管安裝的飽和潛水支持船具備兩臺深沉補(bǔ)償?shù)鯔C(jī),因此立管吊裝采用了雙吊機(jī)同時水平提起,通過兩臺吊機(jī)的下放深度的不同來扶正立管,并與平臺絞車配合使立管穿入管卡,潛水員再細(xì)微調(diào)整立管位置并合上管卡,緊固管卡螺栓完成立管安裝。依照上述方法依次下放水深以淺立管,并進(jìn)行立管法蘭連接緊固。

        4 結(jié)語

        在平臺布場時,除了用于立管、管卡吊裝用的絞車外,還布置了一臺氣動絞車。由于立管尺寸大,相應(yīng)的法蘭螺栓及液壓拉伸器尺寸重量也比較大,潛水員徒手難以操作和搬動。將螺栓、液壓拉伸器使用氣動絞車下放至安裝位置,潛水員只需要調(diào)整螺栓穿入法蘭孔即可,而不需要搬動螺栓。

        為了水下觀察方便,將立管標(biāo)記線標(biāo)粗為5cm。實際安裝過程中,標(biāo)記線清晰可見。當(dāng)條件允許時,吊點設(shè)置在安裝位置上方是最理想的;

        如果條件允許,全部管卡應(yīng)當(dāng)由平臺吊機(jī)下放,帶有彎管的立管,應(yīng)該在彎管上下兩端均設(shè)置限定管卡。為了更合理適應(yīng)施工需求,懸掛卡子預(yù)制時管卡合頁和桿件分別預(yù)制,等立管安裝完成后再根據(jù)實際位置現(xiàn)場預(yù)制,或者將管卡設(shè)計為可調(diào)節(jié)式管卡,方便管卡安裝。

        本次立管安裝項目是國內(nèi)首次進(jìn)行的大尺寸立管安裝,是同類新增立管安裝工程當(dāng)中比較復(fù)雜的一個案例。通過借鑒以往工程有益的經(jīng)驗,并采用了若干創(chuàng)造性施工工藝,克服各種困難,一舉獲得成功。通過該立管安裝項目的梳理、總計,對以后類似新增立管安裝工程具有較好的借鑒意義。

        [1]費(fèi)愚,李曉睿,陳立國,等.立管卡子后安裝方法應(yīng)用介紹[J].城市建筑.2014.

        [2]韓長安,潘東民,李慶國,等.導(dǎo)管架剛性立管后安裝的一種方法[J].中國造船,2014,54(增刊1).

        [3]武海波,成磊,武斌斌,等.立管卡子安裝方法探討[J].中國造船,2010,51(增刊1).

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