楊文燈

摘 要：潿洲6-8油田導(dǎo)管架建造在合眾公司尚屬首次，在大型起重設(shè)備資源相對不足的條件下，通過優(yōu)化設(shè)計，獲得了可行的建造立片方案。并通過SACS分析，結(jié)果表明立片過程中桿件的應(yīng)力應(yīng)變均滿足規(guī)范要求。

關(guān)鍵詞：大型吊機(jī)受限；導(dǎo)管架；立片。

本文主要對海上油氣田導(dǎo)管架建造過程中，在有限的起重設(shè)備資源條件下的立片方案進(jìn)行分析，立片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析采用結(jié)構(gòu)三維計算軟件SACS 5.2，吊點的設(shè)計及吊裝位移應(yīng)力檢查遵循API RP 2A和AISC。導(dǎo)管架概貌如圖1所示。

1 方案介紹

方案一：導(dǎo)管架整體（包括所有附件）臥式建造完成后（類似于臥式建造），整體立片，一次成型，如圖2。

方案二：導(dǎo)管架一個單片、底層水平支撐、中層水平支撐及其間的樁腿臥式建造完成后立片，其余部分空中完成組對，如圖3。

導(dǎo)管架建造在合眾公司尚屬首次，可用的吊機(jī)資源僅為1臺350噸及1臺150噸液壓驅(qū)動履帶式吊機(jī)。由于吊機(jī)資源所限，只能選擇方案二，但可對其進(jìn)行優(yōu)化，即首先按照方案一整體臥式組對，將方案二所述部分（約280噸）焊接接成一個整體（部件1），主結(jié)構(gòu)其余部件另焊接成一個整體（部件2，不包括附件），兩部分之間暫用點焊連接固定，首先保證導(dǎo)管架整體尺寸，準(zhǔn)備立片時將兩部分分割開，待部件1完成立片并固定好后，再將部件2整體吊裝到相應(yīng)位置，組對幾個預(yù)留接口即可，如圖4所示，這樣既容易控制整體尺寸，場地吊機(jī)資源又能夠滿足要求，而且減少了大量的空中作業(yè)。由于部件2的吊裝較容易操作，本文重點討論部件1的立片過程。

立片描述：在滑靴上面設(shè)置兩個馬鞍形墊墩作為立片時的支點，將單片底部φ914*25橫撐管穿過馬鞍形墊墩，導(dǎo)管架頂部端設(shè)置臨時支撐以保持整體平穩(wěn)，翻轉(zhuǎn)部分臥式建造完成后，采用350噸吊機(jī)將其頂端緩慢抬起，以穿過馬鞍形墊墩的橫撐管為軸旋轉(zhuǎn)（下稱轉(zhuǎn)軸）完成立片，當(dāng)立片重心越過馬鞍形墊墩后，采用1臺150噸吊機(jī)限制導(dǎo)管架依靠重力過快下落，使其平穩(wěn)就位，焊接固定。

2 方案步驟

①滑靴改造、就位；②導(dǎo)管架待翻轉(zhuǎn)部分臥式建造完成后，350噸吊機(jī)、150噸吊機(jī)分別就位穿繩；③350噸吊機(jī)起吊，緩慢將導(dǎo)管架頂部一端吊起，在吊起的過程中緩慢前行，保持吊繩沿豎直方向。此時150噸吊機(jī)吊繩處于松弛狀態(tài)，直到導(dǎo)管架整體重心與底部轉(zhuǎn)軸處于一個豎直平面內(nèi)（繞過了約68度角）。此過程中，350噸吊機(jī)吊點力從剛起吊時的最大值逐漸減小到零；④當(dāng)導(dǎo)管架翻轉(zhuǎn)到約68度角時，350噸吊機(jī)的吊點力接近于零，即處于臨界狀態(tài)。此時150噸吊機(jī)開始進(jìn)入受力狀態(tài)；⑤導(dǎo)管架重心越過臨界狀態(tài)后，依靠自重會自動向90度方向翻轉(zhuǎn)，此過程需用150噸吊機(jī)在轉(zhuǎn)軸另一端提供一個反方向阻力矩，以防止導(dǎo)管架過快翻轉(zhuǎn)，保證其平穩(wěn)就位。此過程中，150噸吊機(jī)吊點力從零逐漸增大到最大值，即就位前瞬間；⑥導(dǎo)管架平穩(wěn)就位后，固定好，撤吊機(jī)。

3 立片過程桿件強(qiáng)度分析

選取立片過程一系列特殊角度（0°、15°、30°、45°、60°、68°、80°、90°）進(jìn)行靜力分析，經(jīng)綜合對比分析，0°時為吊機(jī)受力最大、約68°（立片臨界值）時導(dǎo)管架全部重力都作用在轉(zhuǎn)軸上，即轉(zhuǎn)軸受力最大，為兩個最危險的時刻。其UC值經(jīng)SACS模擬分析，導(dǎo)管架各桿件的UC值經(jīng)SACS模擬分析均小于1.0，桿件強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

4 吊耳設(shè)計

選擇國家標(biāo)準(zhǔn)HG/T 21574-2008，《化工設(shè)備吊耳及技術(shù)要求》，第26頁，軸式吊耳AXB型，并通過靜力分析，吊耳強(qiáng)度滿足要求。

5 結(jié)束語

通過綜合分析對比，獲得了一個有效的、適用于吊機(jī)資源相對不足條件下的立片方案。并通過SACS模擬分析，確定了立片過程中各桿件的應(yīng)力應(yīng)變均滿足規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧永寧.洋石油加工設(shè)計指南[J].中國海上油氣，2005，17 （3）：197-202.