司紅濤，程久歡，劉吉飛，郝孟江

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

1 浮托安裝技術(shù)原理

本文以A平臺為例，該平臺為海上油田浮托平臺，擁有四層甲板，平面軸線與尺寸如圖1所示。其中，A軸與B軸為南北方向，兩軸之間相距40m；1軸與2軸為東西方向，也就是進(jìn)船方向，二軸相距14m；2軸與3軸相距16m；3軸與4軸相距14m。在浮托安裝時，主要原理是利用船只將建好的組塊在海上進(jìn)行干拖，并與導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)連接，采用“注壓載水＋機(jī)械提升”的方式，使整體組塊安裝在導(dǎo)管架上方，由此完成浮托安裝。主要的安裝類型有兩種，一種為單船型，另一種為雙船型，因雙船浮托對海域環(huán)境、操作者技能的要求較高，因此應(yīng)用相對較少，大多采用單船浮托，安裝技術(shù)如下：

1）將平臺利用船只運(yùn)輸?shù)綄?dǎo)管架上方，使平臺與導(dǎo)管架在軸線方面對齊；

2）借助海水退潮水位降低，船只壓載提升，使平臺高度降到導(dǎo)管架上方，并將平臺與導(dǎo)管架相連接。通常情況下，結(jié)構(gòu)單元被安裝在導(dǎo)管架的上方，在安裝過程中，使荷載得到轉(zhuǎn)移，起到臨時固定作用[1]。

圖1 A平臺平面軸線與尺寸示意圖

2 浮托平臺總圖布設(shè)方法

2.1 確定位置與尺寸

浮托安裝具有較強(qiáng)的特殊性，應(yīng)在正式安裝前對平臺位置、方位、軸線尺寸等參數(shù)進(jìn)行確定。在平臺位置確定時，應(yīng)盡可能地減少船只帶纜、拋錨、船舶運(yùn)動對周圍結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生的干擾；在方位選擇時，應(yīng)設(shè)置火炬、生活樓、鉆修井等基礎(chǔ)設(shè)施后，平臺方位的確定應(yīng)使船只進(jìn)出平臺方向與海域流向基本平行；在軸線尺寸方面，可通過公式進(jìn)行計算，公式為：

式中，w代表的是導(dǎo)管架范圍內(nèi)船舶寬度的最大值，單位為m；D代表的是導(dǎo)管架的直徑大小，單位為m；C代表的是安裝間隙，單位為m。式中，安裝間隙還包括導(dǎo)管架移動間隙，一般超過0.1m；與船體相比，護(hù)舷尺寸通常超過0.5m左右。在平臺設(shè)置時，船只的選擇十分關(guān)鍵，如若寬度過大，則會使平臺的尺寸隨之增加，結(jié)構(gòu)梁尺寸也延長，建造成本也相應(yīng)地增加。平臺的軸線尺寸與船只進(jìn)入方向垂直，在明確船只寬度后，還要對設(shè)備尺寸、平臺大小、井口布設(shè)等多種因素綜合考慮，結(jié)合船只結(jié)構(gòu)特性，使軸線位置能夠與強(qiáng)結(jié)構(gòu)處盡量重合或者貼近[2]。

2.2 設(shè)備布置

（1）電儀托架設(shè)計。在對電纜托架路徑進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)正確認(rèn)識不同安裝方式與托架路徑間的聯(lián)系。在符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，通過合并排列、增加夾層等方式，盡可能地減少海上安裝工作。在托架規(guī)劃過程中，還應(yīng)核實(shí)以下內(nèi)容，例如，輸入條件是否全部輸入，浮托安裝形式、限制區(qū)圖紙、船舶信息、組塊導(dǎo)管架施工空間是否充足等。

（2）火炬設(shè)計。如若平臺中設(shè)計了火炬，則位置應(yīng)與船只方向處于平行狀態(tài)，并居中設(shè)計，以降低運(yùn)動慣性對浮托產(chǎn)生的不良影響；

（3）管道設(shè)計。在對海管立管、泵護(hù)管、海纜J型管進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)對設(shè)計位置進(jìn)行確定，符合進(jìn)出船軌跡、進(jìn)船方式與限制區(qū)的要求。例如，護(hù)管與立管對浮托安裝具有一定影響，應(yīng)將其安裝在不影響浮托運(yùn)行的區(qū)域，并且根據(jù)實(shí)際情況做好防護(hù)工作，如若必須將其安裝在導(dǎo)管架的內(nèi)側(cè)，可在浮托安裝后進(jìn)行海上安裝，還應(yīng)對安裝可行性與工作量進(jìn)行綜合考慮。

2.3 井口布設(shè)

該項(xiàng)工作主要包括采油樹安裝、井口位置與甲板三者，根據(jù)鉆井時間與浮托安裝時間的確定是上述三者安裝的關(guān)鍵。對于鉆完井的平臺，井口最好設(shè)置在與船只行駛方向平行的軸線之外，這樣可以減少平臺安裝對井口設(shè)備產(chǎn)生的干擾。在布設(shè)過程中，可將井口位置設(shè)置在平臺的端部或尾部，這樣可縮短浮托安裝時跨越井口區(qū)的距離。在采油樹安裝時，根據(jù)鉆井與完井作業(yè)合理設(shè)置高度，與采油樹上方平臺相比較低，將安裝間隙控制在合理范圍內(nèi)，一般要超過船舶允許的升降高度，取值范圍在0.8～1.5m。

2.4 甲板布置

浮托安裝具有特殊屬性，在平臺布設(shè)時，不同的安裝方式可能對平臺產(chǎn)生不同的影響，主要從荷載控制與安裝區(qū)避上體現(xiàn)出來。對于前者來說，在布設(shè)時應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注平臺重心與重量的布設(shè)，如若重量不夠均衡、偏心嚴(yán)重，很容易導(dǎo)致

DSU局部支反力迅速增加，使船只局部強(qiáng)度超限，影響平臺在安裝時的不穩(wěn)定性，特別是軸線橫縱方向的平臺偏心，后果更加明顯。在平臺總體布設(shè)時，應(yīng)與DSU位置相結(jié)合，使各種DSU的支反力處于均衡態(tài)勢，此時平臺的重心會被控制在合理范圍內(nèi)。如若平臺中帶有火炬臂，在設(shè)計時應(yīng)與船只行駛方向平行，并安裝在中間的位置，可減少浮托時運(yùn)動慣性對其的干擾。通過綜合分析各項(xiàng)因素，將該平臺的浮托重心設(shè)置在（-2.69m，1.39m）的位置，高度確定為24.81m，均滿足浮托安裝相關(guān)要求。在安裝區(qū)避讓方面，具體布設(shè)措施如下：

（1）避讓區(qū)布設(shè)。該區(qū)是指平臺與導(dǎo)管架之間的區(qū)域，通過設(shè)置該區(qū)，可防止平臺在安裝之前有其他與安裝無關(guān)的障礙物布設(shè)其中，該區(qū)域在整個浮托區(qū)中均有體現(xiàn)，布設(shè)方法如圖2所示[3]。

圖2 浮托限制區(qū)布設(shè)圖

（2）甲板布設(shè)。為了防止甲板在浮托安裝時，與船只進(jìn)退、連接、導(dǎo)管架以及其他結(jié)構(gòu)物之間相互影響，在甲板設(shè)計時應(yīng)使最低點(diǎn)超過DSU支點(diǎn)；如若無法滿足這一點(diǎn)，可按照甲板設(shè)備需求，將其處于限制區(qū)以外，并保留充足的間隔，使安全性得到切實(shí)保障。

（3）泵體與護(hù)管布設(shè)。主要的泵體有海水泵與消防泵，通常將泵護(hù)管設(shè)置在導(dǎo)管架之內(nèi)，在確保避讓區(qū)不受干擾的前提下，與導(dǎo)管架同時安裝；如若對避讓區(qū)產(chǎn)生干擾，則應(yīng)在浮托工序安裝后再開展作業(yè)。

（4）底層甲板高度。在對該平臺中底層甲板高度進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)與平臺區(qū)的環(huán)境狀態(tài)相結(jié)合，結(jié)合甲板結(jié)構(gòu)、重現(xiàn)期與船只行駛吃水支架高度等因素，通過公式對底層甲板高度的最小值進(jìn)行計算，公式如下：

式中，D代表的是船體的深度，單位為m；h代表的是船體行駛吃水支架高度，單位為m；h1代表的是平臺支架高度；h2代表的是底層甲板結(jié)構(gòu)梁的高度，單位為m；c1代表的是退船余量；MSL代表的是海面高度的均值。

3 結(jié)語

綜上所述，在海洋事業(yè)不斷發(fā)展之下，海上浮托安裝顯得十分重要，尤其對于大型平臺的安裝，更要注重安裝要點(diǎn)，保障安裝質(zhì)量，克服傳統(tǒng)浮吊的技術(shù)瓶頸，使平臺上方組塊以一體化的形式完成安裝，在保障工程質(zhì)量的同時，還可有效縮短工期，減少成本投入，使各項(xiàng)專業(yè)協(xié)調(diào)配合，促進(jìn)浮托安裝的順利完成。