谷男男+周遠(yuǎn)雄+楊芃

摘 要：我公司已先后完成了“瑪麗卡”、“薩卡里瑪”等3艘FPSO浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置的交付。FPSO直升機(jī)平臺(tái)登梯塔，主體為管架結(jié)構(gòu)，連接著生活區(qū)及主甲板，作為登臨直升機(jī)平臺(tái)的主通道，是直升機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。本文以3艘FPSO直升機(jī)平臺(tái)登梯塔設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)要闡述FPSO登梯塔的設(shè)計(jì)思路及生產(chǎn)中施工問(wèn)題的解決方案等問(wèn)題，以期拋磚引玉，共同進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：登梯塔； FPSO直升機(jī)平臺(tái)；強(qiáng)度校核

中國(guó)分類(lèi)號(hào)：665.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： As a leading offshore engineering conversion enterprise in China， Chengxi Shipyard （Guangzhou） have completed three Floating Production Storage and Offloading Units conversion projects in the past 4 years with much experience in design of stair tower for FPSO helideck. Stair tower formed by pipe-frame structure and connected with accommodation and main deck as the major path to helideck is a very important part of the helideck system. This paper elaborates the design and construction of stair tower for FPSO helideck.

Key words： Stair tower； Helicopter platform in FPSO； Strength check

1 前言

隨著海洋油氣開(kāi)發(fā)不斷向深海區(qū)域推進(jìn)，用VLCC改造為FPSO由于有其鮮明的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越得到石油開(kāi)采方的青睞。主要表現(xiàn)在生產(chǎn)周期短，一艘新的FPSO造價(jià)超過(guò)3億美元，建造周期約20多個(gè)月，若選擇超大型油輪（VLCC）改造為FPSO，造價(jià)不超過(guò)2億美元，而且目前FPSO建造采用了模塊化生產(chǎn)工藝，船體結(jié)構(gòu)和上部設(shè)施可以同時(shí)施工建造。我司承建的3艘FPSO均是在300 000 DWT油輪的基礎(chǔ)上，改裝為30萬(wàn)t級(jí)的FPSO，每艘整個(gè)工期歷時(shí)15個(gè)月左右.

我司承建的“薩卡里瑪”輪，是在30萬(wàn)t油輪的基礎(chǔ)上，改造為30萬(wàn)t級(jí)的FPSO。本文主要闡述FPSO兩大模塊——直升飛機(jī)平臺(tái)與上層建筑之間的連通結(jié)構(gòu)體——直升飛機(jī)登梯塔的設(shè)計(jì)，以及建造過(guò)程中遇到的問(wèn)題與解決方法，并通過(guò)對(duì)比我司承建的前2個(gè)FPSO項(xiàng)目的登梯塔，分析本次設(shè)計(jì)中的亮點(diǎn)。

2 登梯塔本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路

“薩卡里瑪”輪的前身是一艘VLCC油輪，主尺度總長(zhǎng)319.1 m，型寬58 m，型深31 m，改裝后，尾部將有一個(gè)直升機(jī)平臺(tái)，在距離直升機(jī)平臺(tái)前方32 m處，是可容納140人居住的上層建筑，登梯塔的作用是連接直升機(jī)平臺(tái)和上層建筑兩大模塊。本項(xiàng)目的登梯塔，設(shè)置了左右兩個(gè)對(duì)稱(chēng)主進(jìn)出的主通道，登梯塔效果圖見(jiàn)圖1。另在直升機(jī)平臺(tái)尾部設(shè)置的緊急通道通往A-DECK，僅限于應(yīng)急狀態(tài)下使用。

該項(xiàng)目設(shè)置了兩條主通道以及一條應(yīng)急通道的做法，進(jìn)一步提高了安全系數(shù)。

2.1 登梯塔本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路

直升機(jī)平臺(tái)距A甲板面的高度為17.75 m，梯塔的最頂端平臺(tái)（NO.1 平臺(tái)）應(yīng)與直升機(jī)平臺(tái)高度有一個(gè)安全距離，因此梯塔的頂端平臺(tái)高度為距A甲板16.115 m；最底層平臺(tái)（NO.3 平臺(tái)）通過(guò)廊道與生活區(qū)相連接，由于生活區(qū)在船寬方向上不連續(xù)，只有B-DECK&C-DECK是連續(xù)平臺(tái)（見(jiàn)圖2），為了方便船員能夠從任意位置通往直升機(jī)坪和生活區(qū)，因此選用B-DECK或C-DECK和NO.3 平臺(tái)連接，通過(guò)模型放樣，C-DECK與NO.3 平臺(tái)連接為宜，雖然此處有高度差，但相差最小，通過(guò)在廊道搭設(shè)斜梯，可形成通道。

考慮到登梯塔的消防設(shè)備必須有足夠的壓力差，保證滅火設(shè)備有足夠的水壓，因此消防設(shè)備必須放置在NO.3 平臺(tái)。本項(xiàng)目中，在登梯塔的主體結(jié)構(gòu)的NO.3 平臺(tái)設(shè)置了一個(gè)長(zhǎng)1 200 ×寬1 200的延伸結(jié)構(gòu)平臺(tái)，消防設(shè)備安放在該平臺(tái)延伸的位置上既能能夠節(jié)省空間，又不干擾主通道的通行，在緊急狀況下使消防設(shè)備能最快的發(fā)揮效用。

2.2 直升機(jī)平臺(tái)的連接

由于直升機(jī)平臺(tái)自身就是一個(gè)大型鋼結(jié)構(gòu)。在海上遇到各種海況，會(huì)產(chǎn)生橫搖縱搖等各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，登梯塔自身高度有16 m以上，也是一個(gè)較大型鋼結(jié)構(gòu)，若是直升機(jī)登梯塔最上層平臺(tái)與直升機(jī)坪做剛性連接，登梯塔的強(qiáng)度和穩(wěn)性勢(shì)必會(huì)受到直升機(jī)平臺(tái)各方向運(yùn)動(dòng)的影響。登梯塔自身主要以4根方管做主體支撐外，NO.1 平臺(tái)（與直升機(jī)坪等高）與直升機(jī)坪做彈性連接，本項(xiàng)目是采用一段槽鋼，一端通過(guò)墊片與直升機(jī)坪端部焊接200 mm，另一端通過(guò)TEFLON墊片搭接在登梯塔平臺(tái)下面200 mm，此處不用焊接，為了使登梯塔水平上位移不受限制，只限制上下位移，這樣能夠提高登梯塔的穩(wěn)性，見(jiàn)圖3。TEFLON墊片是耐磨墊片，能減少梯塔與槽鋼經(jīng)常性的摩擦造成的磨損。直升機(jī)平臺(tái)和登梯塔之間還留有一定的間隙，避免登梯塔和直升機(jī)平臺(tái)相互運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生碰撞。

2.3 直升機(jī)坪與生活區(qū)的連接

由于受到機(jī)艙棚風(fēng)帽的影響，連接生活區(qū)和登梯塔的廊道的高度只能高于風(fēng)帽的高度，廊道一端與登梯塔的最下一層平臺(tái)對(duì)接，另一端與生活區(qū)的C-DECK連接，中間部分支撐在煙囪結(jié)構(gòu)上。由于C-DECK與登梯塔最底層有高度差，故廊道上需要分層處理。

3 生產(chǎn)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題以及解決方案

3.1 支撐下端變形處理

根據(jù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核結(jié)果，發(fā)現(xiàn)梯塔方管支撐的下端易變形，ABS退審也提出相同問(wèn)題。解決方案是：原來(lái)4根支撐方管尺寸是300*200*12，現(xiàn)在將最下端1 m范圍的方管換成300*200*15，但是由于材料采購(gòu)受限制，此方管不易采購(gòu)，經(jīng)過(guò)和生產(chǎn)部門(mén)協(xié)商，采用15 mm鋼板壓制而成（見(jiàn)圖4），此方案經(jīng)過(guò)重新強(qiáng)度校核，滿(mǎn)足要求，同時(shí)也得到船東和船檢認(rèn)可。

3.2 機(jī)艙棚攔水扁鐵處理

梯塔方管支撐與甲板反面強(qiáng)橫梁和縱向強(qiáng)力構(gòu)件上下對(duì)齊來(lái)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求并消除“硬點(diǎn)”，通過(guò)放樣，其中一根方管需要落在機(jī)艙棚后壁上，方管一面與機(jī)艙橫壁對(duì)齊，由于機(jī)艙圍壁高度要超出機(jī)艙棚頂板90mm當(dāng)作攔水扁鐵用，這樣方管支撐與攔水扁鐵會(huì)產(chǎn)生干涉。解決方案是：為了保證攔水扁鐵的連續(xù)性以及避免挖換板材，在方管上與攔水扁鐵干涉的一面上開(kāi)90 mm槽與攔水扁鐵對(duì)口焊接，這樣也能夠滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，也能保證方管和攔水扁鐵的完整性（見(jiàn)圖5）。

3.3 消防設(shè)備的定位

消防設(shè)備初始設(shè)計(jì)時(shí)只考慮水壓和不影響主通道上人員的正常通行，消防設(shè)備放置在NO.3 平臺(tái)下面的一層平臺(tái)NO.4 平臺(tái)上，并在NO.4 平臺(tái)和NO.3 平臺(tái)之間架設(shè)直梯，見(jiàn)圖6。這樣設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是生活區(qū)和直升機(jī)坪上的船員在發(fā)生火災(zāi)時(shí)不能夠快速方便地獲取消防設(shè)備。改進(jìn)的方案是，在保證水壓滿(mǎn)足條件的情況下將消防設(shè)備安放在NO.3 平臺(tái)的延伸平臺(tái)上，見(jiàn)圖7，優(yōu)點(diǎn)如前所述，另外取消了NO.4 平臺(tái)，減輕了梯塔自重，節(jié)省了材料。

4 結(jié)束語(yǔ)

直升飛機(jī)登梯塔是直升機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。而FPSO“薩卡里瑪”直升機(jī)平臺(tái)登梯塔的設(shè)計(jì)是FPSO“伊利亞貝拉”及“瑪麗卡”項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和提高。與前兩個(gè)項(xiàng)目相比，不但設(shè)計(jì)及建造周期縮短了，建造質(zhì)量也得到了很大的提高，為公司承接其他FPSO的改裝建造提供了有力的技術(shù)保證。endprint