王洪兵

(工程建設公司油建公司 第二工程部，黑龍江 大慶163712)

儲罐整體平移施工技術(shù)應用

王洪兵

(工程建設公司油建公司 第二工程部，黑龍江 大慶163712)

隨著油田地面產(chǎn)能建設項目逐漸進入階段化施工，油氣田改造項目逐年增加。為適應生產(chǎn)需要，降低產(chǎn)能建設投入，油氣田場站的設施、設備需要利舊使用，其中大型儲罐整體利舊平移施工比較罕見。本文通過550t履帶吊車整體平移5000m3儲罐的施工方法，著重介紹儲罐整體平移施工中罐體加固措施的有限元軟件分析、吊裝措施確定及罐體形變量控制，為大型儲罐整體吊裝平移提供指導作用。

有限元軟件分析；罐體加固措施；整體平移

為解決油田工藝管道、設備腐蝕老化和工藝無法滿足生產(chǎn)要求等問題，油氣田改造項目逐漸增加[1-5]。為適應生產(chǎn)需要，降低產(chǎn)能建設投入，油氣田場站的設施、設備需要利舊使用。大慶油田工程建設有限公司油建公司承建的喇二聯(lián)合站安全隱患治理工程一臺5000m3污水沉降罐需利舊使用，需整體平移至大約50m外的新建基礎上。該儲罐高15.3m、直徑22.4m，總重量113t。由于場地空間小，儲罐重量大，給整體平移造成很大難度。我單位創(chuàng)造性的采用了550t履帶吊車整體平移5000m3儲罐施工技術(shù)，較好的完成了施工生產(chǎn)任務，該施工方法具有加固整體性強、作業(yè)范圍小、穩(wěn)定性和安全性好、質(zhì)量高等特點，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。

1 加固方案選擇

1.1 吊裝方式選擇

根據(jù)施工要求，需將罐內(nèi)附件全部拆除，對罐體進行整體利舊，罐體平移直線距離大約50m，基礎高差0.4m。通過施工前期吊裝方案討論，為保證儲罐整體平移的安全性，最終選用一臺550t履帶吊車自行完成吊裝任務。

1.2 有限元計算機軟件建模分析

利用有限元軟件模擬三維實體分析，借助軟件進行結(jié)構(gòu)應力、變形數(shù)值驗算等，驗算整體吊裝是否可行并驗證加固措施的合理性。

圖1 罐體數(shù)據(jù)輸入 圖2 儲罐結(jié)構(gòu)應力圖 圖3 節(jié)點受力剖面效果圖

通過圖1、圖2以及圖3可知，儲罐整體加固節(jié)點應力遠小于加固鋼管材質(zhì)的屈服強度，符合要求。罐體最大位移處在罐底外側(cè)位置，最大位移量也在彈性變形范圍以內(nèi)，滿足形變量要求。

1.3 加固方案確定

通過有限元軟件理論計算，加固方案具有可執(zhí)行性，如圖4所示，具體為：儲罐罐頂最上層為錐形與“米”字型結(jié)構(gòu)；自上而下為三層水平加固結(jié)構(gòu)；罐壁板均布八根立柱每根均布五點利用鋼板與罐壁焊接；罐底錐形和“米”字加固結(jié)構(gòu)。

圖4 罐體加固設計圖

2 罐體加固措施

2.1 罐壁加固措施

罐壁縱向均布五點與八根立柱利用箱式結(jié)構(gòu)焊接而成，如圖5和圖6所示，焊道角焊縫應滿焊，并嚴格按焊接工藝規(guī)程施工。

圖5 罐壁縱向箱式結(jié)構(gòu)圖 圖6 罐壁立柱結(jié)構(gòu)圖

2.2 罐頂加固

罐頂自上而下第一層為錐形加固結(jié)構(gòu)，第二層為外八邊形、內(nèi)米字型加固結(jié)構(gòu)，如圖7和圖8所示。第三層與第四層為兩個交錯的正方形水平加固結(jié)構(gòu)，如圖9所示。

2.3 罐底加固

罐底采用“米”字及錐形結(jié)構(gòu)將中心柱與周圍立柱連接，并設提拉及斜拉加固管，如圖10和圖11所示。

圖10 罐底米字結(jié)構(gòu)及斜拉 圖11 罐底提拉立柱及支管

3 罐體吊裝平移

3.1 吊車裝配及試吊

550履帶吊車安裝如圖12和圖13所示。

圖12 主機安裝 圖13 吊臂安裝

3.2 吊車試吊與儲罐整體平移施工

(1)吊車試吊。吊車吊裝前檢查各加固結(jié)構(gòu)是否焊接完成、牢固。

(2)受力調(diào)整。為確保整體起吊平穩(wěn)、安全，罐體周圍均布八個吊點，采用四根鋼絲繩提拉，用一根鋼絲繩連接相鄰兩個吊點，并調(diào)整罐中心倒鏈受力，中心吊點倒鏈計算受力荷載為40t，采用兩個20t倒鏈提拉，如圖14和圖15所示。

圖14 為試吊前調(diào)整鋼絲繩圖 圖15 中心吊點鋼絲繩應力圖

(3)罐體平移吊裝。試吊前首先檢查吊裝索具是否安裝到位，調(diào)整起吊角度，吊車加裝完超載，聽從起吊指揮人員指揮，并進行現(xiàn)場安全技術(shù)交底。罐體平移起吊期間，一定要注意觀察罐體各部位變化，當起吊重量接近罐體總重量時停止起吊，仔細觀察罐體變化并做好相應記錄。當罐體本身平穩(wěn)離地至大約一米時，對儲罐罐底進行查看并注意變形情況，接著采用水平轉(zhuǎn)動不變幅的方式進行罐體勻速緩慢平移，防止儲罐搖擺或突然停止，如圖16和圖17所示。

圖16 罐體平移吊裝圖 圖17 罐體勻速平移圖

(4)罐體就位。當儲罐罐體移動至基礎上方時，校準罐體就位位置，可采用人力對罐體進行旋轉(zhuǎn)糾偏，位置對中后緩慢落下，直至罐體重量全部落于基礎上。

4 結(jié)束語

該方法與其他吊裝方法對比，我們不難看出，利用一臺550t履帶吊車對5000m?罐體進行整體平移施工技術(shù)，能夠較好的保證吊裝質(zhì)量，具有整體安全性強、經(jīng)濟效益高、成本低等優(yōu)點，為大型儲罐整體吊裝平移提供指導作用。

[1] 程建華,王輝.項目管理中BIM技術(shù)的應用與推廣[J].施工技術(shù),2012,41(371):18-20.

[2] 翟德宏.基于Solid Works 與VRML 的石油儲罐建模與展示[J].信息技術(shù)與信息化,2014(3).

[3] 周正斌.大型儲罐罐底的分段更換工藝[J].石油化工建設,2009(1).

[4] 王萍.大型儲罐頂部與底部的設計[J].石油工程建設,2011(02).

[5] 吳鵬.石油儲罐焊接工藝研究[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量,2013(15).

[責任編輯：崔海瑛]

王洪兵(1980-)，男，遼寧阜新人，工程師，現(xiàn)從事油田地面工程施工技術(shù)管理工作。

TE972

A

2095-0063(2016)06-0101-03

2016-08-30

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2016.06.022