黃海濱，馮愛民，孫華峰，王東升

（海洋石油工程股份有限公司安裝事業(yè)部， 天津 300461）

浮式儲油裝置F P S O（F P S O，F(xiàn) l o a t i n g Production Storage and Offloading）作為一種大型海洋鋼結(jié)構(gòu)裝置，可以在海洋石油開發(fā)過程中提供石油儲存、加工、外輸?shù)裙ぷ鳌１疚囊杂焙７鄣囊凰覉A筒形FPSO為研究模型進行工藝分析。FPSO造價高，操作風險高，前期的建造工藝研究十分重要。在船塢里面主要的建造工藝分為FPSO上部模塊和船體的建造、船體和上部模塊的集成、上部模塊中生活樓/飛機甲板的集成、吊機和卸貨平臺集成等。圓筒形FPSO上部模塊在青島某建造場地的總體集成方法包括工藝甲板、生活樓和飛機甲板等部分的集成工作。FPSO上部模塊可以通過使用龍門吊從建造場地集成到船塢中的FPSO上，也可以通過浮吊或履帶吊從建造場地的碼頭集成到?？吭诖a頭邊的FPSO上。圖1為上部模塊集成效果。

圖1 圓筒形浮式儲油裝置上部模塊集成效果

1 圓筒形浮式儲油裝置FPSO上部模塊總體布置

圓筒形浮式儲油裝置分為船體和上部模塊，主要由生產(chǎn)區(qū)域、公共區(qū)域、主甲板區(qū)域和船體區(qū)域組成。其中船體區(qū)域和部分主甲板區(qū)域?qū)儆诖w，生產(chǎn)區(qū)域、公共區(qū)域和部分主甲板區(qū)域?qū)儆谏喜磕K。整個上部模塊被設(shè)計和劃分為許多獨立的單元，一些單元是集成模塊，一些單元為非模塊化的區(qū)域，一些單元是由供應(yīng)商供貨的功能設(shè)備、系統(tǒng)、撬塊等，主要需要集成的上部模塊信息如表1。

表1 圓筒形FPSO上部模塊技術(shù)信息

上述FPSO上部模塊根據(jù)不同的技術(shù)規(guī)格和重量采用不同的集成方式，本著降本增效和降低船舶使用天數(shù)的考慮，采用不同的集成方式。不同重量的上部模塊會有著差異性的投入成本，主要體現(xiàn)在投入人工時和操作人數(shù)的不同。模塊集成之后FPSO甲板的布置情況如圖2所示。

圖2 浮式儲油裝置集成后甲板布置圖

2 圓筒形浮式儲油裝置FPSO上部模塊集成施工裝備

模塊集成過程用到的主要吊機有龍門吊、浮吊、履帶吊、岸吊和塔吊等。龍門吊主要是800t龍門吊一座，位于FPSO船體總裝所在的船塢上方，將合適的模塊在船塢內(nèi)集成。浮吊資源主要是一艘起重能力為3600t的工程起重船浮吊用于靠碼頭集成。履帶吊為750t履帶吊4臺，可用于尺寸較小、重量較輕模塊及散件的跨碼頭集成。岸吊和塔吊：船塢周圍的岸吊和船塢內(nèi)新建的塔吊，用于重量輕的散件在船塢內(nèi)集成。集成過程中用到的其他設(shè)備，包含吊索、卸扣、撐桿和手拉葫蘆等。使用到的所有設(shè)備應(yīng)處于良好狀態(tài)，在簽發(fā)批準證書之前，應(yīng)由MWS檢驗員進行檢驗。設(shè)備應(yīng)當按照生產(chǎn)設(shè)備的操作程序和指定的安全工作負荷進行使用，并遵照有關(guān)法規(guī)和使用慣例。

3 圓筒形浮式儲油裝置FPSO上部模塊集成技術(shù)

基于模塊技術(shù)規(guī)格尺寸特別是高度、重量、在FPSO上的最終安裝位置以及吊機能力等因素，所有模塊的集成一般分為4類工作。第一類，利用岸吊、塔吊或龍門吊在船塢內(nèi)進行的非模塊化的散件集成。包括主甲板及工藝甲板之間比較零散的構(gòu)件，如G00、G10、R10的構(gòu)件和散裝的立柱、支架、塔樓等。另外，預制的P00的各個甲板片和擋浪墻的以及工藝甲板與其他模塊間的hookup結(jié)構(gòu)的集成也屬于此類。第二類，利用龍門吊在船塢內(nèi)進行的模塊化集成。包括P50、P60、Z20吊機立柱、Z30吊機立柱、E10、P10、F10、U50以及P00的東南塔樓等。第三類，船塢外用浮吊進行的集成。包括L10、U10、U40、L20、P00的西南塔樓、西北塔樓、東北塔樓、Z10、P20、P30、P2和P30的連接結(jié)構(gòu)、Z20的吊機、Z30的吊機、F20火炬臂等。第四類，船塢外用履帶吊進行的船塢內(nèi)受高度和位置等因素影響未能集成的較輕模塊和散件的跨碼頭集成。包括生活樓區(qū)域的塔樓、U20&U30救生艇和H10直升機甲板及其支撐框架。見圖3。

圖3 上部模塊集成效果圖

在集成過程中，首先依次進行第一類和第二類的船塢內(nèi)集成，在船塢內(nèi)進行最大可能的集成。之后需要將FPSO從船塢拖出并運到1#裝船出口碼頭前沿進行第三類和第四類的船塢外集成，受浮吊吊裝半徑的制約，先進行FPSO南側(cè)模塊的集成，之后將FPSO旋轉(zhuǎn)180°后再進行北側(cè)模塊的集成。在FPSO南側(cè)模塊用浮吊集成的同時，其北側(cè)需要散裝集成的部分可在同一時間段內(nèi)進行履帶吊跨碼頭集成；FPSO北側(cè)模塊用浮吊集成的同時，其南側(cè)的散裝集成的部分也可在同一時間段內(nèi)進行用履帶吊跨碼頭集成。在集成過程中，通常應(yīng)保證模塊與其最終就位位置周圍的結(jié)構(gòu)物之間至少有500mm的間隙（特殊情況單獨說明的除外），防止因吊裝移動發(fā)生碰撞。為達到這一目的，模塊上的部分結(jié)構(gòu)可能需要散裝，待模塊集成就位后再單獨集成這些散件，散件構(gòu)件的詳細清單參見每個模塊的總體建造方案或具體的甲板片預制方案。船體船塢內(nèi)集成完成，G00主甲板區(qū)域船塢內(nèi)散裝集成，這一步的集成包含主甲板及工藝甲板之間的立柱、塔樓、操作平臺（含籠梯）、瓦楞板支撐框架、系泊系統(tǒng)等設(shè)備、儀表燈具、管線和支架的安裝。有一些構(gòu)件可以在地面預制成整體后再單獨集成到主甲板上，如P00的2段塔樓和靠近U10位置的1個三級結(jié)構(gòu)平臺（含籠梯）和G00的3個機械設(shè)備操作平臺（含籠梯）。G00主甲板區(qū)域管線數(shù)量眾多，管線及管支架的具體安裝順序參見配管專業(yè)相關(guān)文件。一般來說，操作平臺、支撐框架、管線和電纜托盤等懸掛在上部模塊底部的，可以和上部模塊安裝到一起，前提是不影響運輸和吊裝。如果影響運輸或吊裝，這些材料將單獨預制并在上部模塊集成到位后再集成，但必須保證在相應(yīng)上部模塊吊裝前將這些材料準備好并臨時存放在主甲板上，以防止模塊集成后材料倒運困難。

立管區(qū)域船塢內(nèi)散裝集成，主要包含4段防爆墻瓦楞板和2扇門，以及一些電儀和機械設(shè)備、管線、電纜托盤及其支架等。G10主甲板功能間和生活樓下?lián)趵藟Υ瑝]內(nèi)散裝集成，包含G10的墻皮和門、機械設(shè)備（如起錨機等）；L10下部的12根支撐立柱和1段塔樓及三段下?lián)趵藟Γㄆ渲幸欢闻c船體的兩個柴油罐預制成整體一起集成）。L10下?lián)趵藟Π惭b；G10區(qū)域墻皮和門安裝；G10區(qū)域機械設(shè)備安裝；L10模塊下立柱及塔樓安裝；墻皮最上端的連接角鋼待L10集成后再安裝；G10的各類懸掛支架（管支架、電纜托架、風管支架等）和管線、電纜、通風管在運輸?shù)跹b等條件允許的話盡可能多的帶到L10下面與L10一起集成。對于那些不能帶到L10下面和其一起集成的構(gòu)件，需要在L10集成之前吊裝到主甲板上，用臨時支撐固定，待L10集成后完成安裝就位。P00工藝甲板預制分片船塢內(nèi)集成，P00工藝甲板分為13個分片進行預制，在噴涂完成后依次吊裝集成。工藝甲板外圍與船體下?lián)趵藟ο噙B接的梁要和相應(yīng)的擋浪墻預制到一起，P00工藝甲板和上部模塊間的hookup構(gòu)件需要在相應(yīng)的上部模塊集成后再集成。船體下?lián)趵藟Ρ环譃槿舾煞侄晤A制。與擋浪墻相連的工藝甲板梁及火炬臂底座連同相應(yīng)的擋浪墻分段預制成整體，依次吊裝集成。此階段集成的工藝甲板上的散裝構(gòu)件包含三級結(jié)構(gòu)平臺及樓梯、管支架、管線、機械設(shè)備、儀表燈具和剩余火炬臂底座及其小平臺和直梯等。P00上與其他模塊相連的hook-up結(jié)構(gòu)等需要待與其相連的模塊集成后再進行集成安裝就位。距離其他模塊距離較近的設(shè)備、燈具和其他構(gòu)件等，可以在此階段吊裝到工藝甲板上距離最終位置較近的位置（不影響其他模塊吊裝），待其他模塊集成后再精確就位安裝。三級結(jié)構(gòu)小平臺可分別在地面預制成整體噴涂后再進行吊裝集成，分別為北側(cè)的life craft小平臺、東北側(cè)的PSV小平臺、東側(cè)的Nai_aid1小平臺、西側(cè)的Nav_aid2小平臺和火炬臂底座的直梯小平臺。P50模塊包含坐落在工藝甲板上的兩個獨立籠梯和兩個獨立斜梯，它們可臨時固定到模塊上與模塊一起吊裝，待模塊集成完成后再將這些獨立結(jié)構(gòu)調(diào)整至集成的最終位置。Z30吊機立柱與U50模塊相連的一部走道平臺暫不安裝，待U50模塊集成后再集成。吊機立柱上端的一部分直梯待上部的吊機設(shè)備集成后再集成。

4 總結(jié)

圓筒形浮式儲油裝置上部模塊的集成工藝優(yōu)化，為海洋石油工程開發(fā)提供了集成設(shè)計思路，為不同技術(shù)規(guī)格的上部模塊吊裝集成方式提供了多種方式，也為海洋石油開發(fā)提供了理論支撐和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

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