吳松平， 修景一， 衛(wèi) 軍， 趙鑫磊， 陳澤峰

(1.海洋石油工程股份有限公司 建造事業(yè)部， 山東 青島 266520;2.海洋石油工程股份有限公司 特種設備分公司， 天津 300450)

0 引 言

35萬t浮式生產(chǎn)儲卸油裝置(Floating Production Storage and Offloading，F(xiàn)PSO) P70深水項目為海洋石油工程股份有限公司的重大項目。因受臺風和其他因素的影響，其中的M07模塊在集成前受損嚴重，經(jīng)核查，該模塊內(nèi)的2臺注氣撬裝式壓縮機需拆除并更換。由于新壓縮機到貨晚，考慮到項目的總體進度，新壓縮機只能在模塊吊裝集成后在海上完成安裝和調(diào)試。新壓縮機能否高效可靠地完成回裝，直接影響著設備后續(xù)的調(diào)平對中、管網(wǎng)恢復和調(diào)試等工作，更對該FPSO能否按期交付有重要影響。

經(jīng)現(xiàn)場核實和3D工況模擬，受空間受限等影響，撬裝式壓縮機無法整體吊裝和滑移就位，因此考慮：在模塊集成前先完成舊壓縮泵、齒輪箱和電機等三大主體部件的拆除，并保留原有的設備底座；在模塊集成后，新壓縮機同樣拆分成壓縮泵、齒輪箱和電機等三大部分，并回裝至原有的底座上。其中，壓縮泵的施工空間最小，正常的側裝和拖拉無法成功安裝，根據(jù)設備自身的結構特點，經(jīng)分析和核算，可采取雙層軌道進行拖拉。首先，通過軌道和坦克小車將底座滑移至M07模塊與M09模塊之間；接著，在底座本體上再搭設一層軌道，把壓縮泵吊裝至底座齒輪箱位置后再滑移至壓縮泵位置，拆除底座上的軌道后依次安裝齒輪箱和電機；最后，整體滑移至安裝位置。在這種特殊作業(yè)條件下，利用雙層軌道二次滑移的方式將各設備安裝就位，為后續(xù)工程項目在狹小空間內(nèi)的設備側裝提供借鑒意義。

1 吊裝前準備

1.1 設備概述

FPSO P70上部共有17個模塊，M07模塊為注氣撬裝式壓縮機模塊，位于船體左舷的M05與M09模塊之間。2臺撬裝式壓縮機為M07模塊的核心工藝設備，位于模塊的底層甲板。由于2臺壓縮機的側裝工藝完全相同，僅對其中1臺設備的側裝進行描述。撬裝式壓縮機主要包括底座、電機、齒輪箱和壓縮泵等4個主體部分。設備及其部件的尺寸和質(zhì)量信息如表1所示。設備總體結構如圖1所示。

表1 設備及其部件的尺寸和質(zhì)量

注：1.電機；2.齒輪箱；3.壓縮泵；4.底座；5.減震器；6.結構基座圖1 撬裝式壓縮機總體結構

在M07模塊吊裝前的陸地階段，舊壓縮機拆除前有大量的準備工作，包括松開和拆卸所有與設備連接的管線和電器件。考慮到設備滑移時增加軌道會抬高整個橇塊，為避免壓縮機上方大口徑管線的切除，在松開管線后可先拆除設備的減振器以降低設備高度，可確保設備在滑移與就位過程中不與管線相互作用。通過增加輔助平臺[1]、鋪設軌道和安裝同步小車的方式將設備整體滑移至模塊外側，依次完成電機、齒輪箱和壓縮泵的拆除，并將原底座復位至模塊內(nèi)部。舊壓縮機的拆除此處不做贅述。

1.2 壓縮機底座滑移

根據(jù)M07模塊所在位置和模塊自身結構特點，底座僅能向M09模塊方向滑移。在底座下方結構基座內(nèi)側鋪設軌道并安裝限位槽鋼，為確保軌道的承載強度，軌道選用H300×300型鋼，限位槽鋼根據(jù)小車的寬度選用25b槽鋼。使用4個50 t同步液壓千斤頂頂升底座至一定高度后，放置坦克小車并撤出千斤頂，底座頂升如圖2所示。使用倒鏈往M09模塊方向緩慢牽引底座，M07模塊與M09模塊的理論間距為1 750 mm,為避免壓縮機底座與M09模塊的欄桿碰撞，底座可牽引至M07模塊外側的距離為1 530 mm，如圖3所示。在底座牽引至指定位置后增加臨時支撐以固定底座。

注：1.墊墩；2.千斤頂；3.墊板；4.軌道小車；5.限位槽鋼；6.軌道圖2 底座頂升示例

單位：mm圖3 壓縮機底座滑移位置示例

1.3 軌道平臺預制與安裝

在壓縮機底座滑移后，新的壓縮泵無法直接吊裝至底座壓縮泵的支座上。根據(jù)底座自身的結構特點，可預制一個帶軌道的平臺，軌道的一端由底座本體壓縮泵支座來支撐，另一端增加支腿支撐在底座下方的軌道上，壓縮泵可通過該軌道平臺先吊裝至齒輪箱位置再滑移至壓縮泵位置。由于壓縮泵與壓縮泵支座之間的間隙僅為25 mm，因此對該平臺的設計參數(shù)要求非常高。首先，根據(jù)吊裝壓縮泵的空間，即在吊裝和放置壓縮泵時不發(fā)生任何干擾的條件下設計軌道的長度；其次，根據(jù)壓縮泵支座的間距設計軌道的跨距。由于撬塊內(nèi)部詳細尺寸數(shù)據(jù)缺失，應通過現(xiàn)場精確測量獲得，其中支腿的高度可根據(jù)現(xiàn)場實際情況作適當調(diào)整?？紤]到軌道平臺承受壓縮泵的全部載荷，軌道和支腿均選用H300×300型鋼。軌道平臺的預制安裝如圖4所示。

單位：mm圖4 軌道平臺預安裝示例

2 設備吊裝與滑移

2.1 壓縮泵吊裝與滑移

在新壓縮機運輸至碼頭并驗收完畢后，在壓縮泵吊裝前，須先在廠家指導下完成附屬管線和電器材料的拆除和保存，再拆除壓縮泵與支座之間的連接螺栓，確保在吊裝前所有的連接件已全部松開。根據(jù)設備重量、尺寸和吊點形式選取合適的索具[2-3]，采用碼頭50 t起重機進行吊裝作業(yè)。在吊裝前先進行試吊，檢查所有與壓縮泵相連的部件是否已完全脫離，檢查起重機、撐桿、索具和吊耳是否工作正常。在吊裝全過程中應實時觀察是否存在干擾和碰撞情況，存在任何異常情況應停止作業(yè)。吊裝下放設備時必須緩慢平穩(wěn)，調(diào)整壓縮泵在軌道上的位置，在壓縮泵完全放置在軌道小車上并與軌道兩側保持相同間距的情況下，方可摘除起重機勾頭。

由于在模塊內(nèi)側壓縮機的上方排布了密集的管線，在滑移壓縮泵前應仔細核查滑移區(qū)域和安裝位置是否存在管線干擾，如果存在干擾應提前調(diào)整管線。使用倒鏈緩慢平穩(wěn)地牽引壓縮泵至壓縮泵支座位置，由于軌道小車的滾動摩擦非常小，不能使用人力推動設備，避免滑移速度過快以出現(xiàn)不受控的情況。壓縮泵現(xiàn)場吊裝與滑移如圖5所示。在壓縮泵滑移至安裝位置后，使用4個10 t的倒鏈提升壓縮泵至一定高度，拆除軌道平臺和小車，將壓縮泵安裝到支座上并使用螺栓固定。

圖5 壓縮泵現(xiàn)場吊裝與滑移

2.2 齒輪箱與電機的安裝

在壓縮泵安裝后，依次完成新齒輪箱和電機的安裝，在吊裝前同樣須仔細核查所有與設備相連的材料已全部松開或脫離。齒輪箱實際是與油箱一體拆卸與安裝的，油箱嵌入底座內(nèi)。油箱外壁與齒輪箱支座內(nèi)壁間隙非常小，因此在提升和下放齒輪箱的過程中，油箱易與支座發(fā)生碰撞。應對油箱進行必要的防護，可在支座內(nèi)壁固定膠皮；同時在吊裝前懸掛安全繩，盡可能減小起吊時設備的晃動。由于齒輪箱的安裝非?？拷Y構梁，因此在吊裝下放設備時須緩慢平穩(wěn)，全過程應仔細觀察齒輪箱與結構梁外沿的間距，避免出現(xiàn)碰撞。齒輪箱吊裝如圖6所示。

圖6 齒輪箱吊裝示例

在完成齒輪箱與電機的吊裝和固定后，將撬塊牽引回安裝位置，然后用千斤頂頂升設備，拆除軌道和小車等臨時工裝，最后安裝新的減振器，并撤出千斤頂。后續(xù)完成附屬件的安裝、管網(wǎng)的恢復及調(diào)平對中工作。

3 結 語

大型設備的側裝作為海洋工程項目建造過程中的關鍵環(huán)節(jié)，其風險和難度都非常大，方案設計人員應充分考慮影響側裝的各種因素，根據(jù)設備自身的結構特點和現(xiàn)場的實際工況選擇既安全又高效的側裝工藝，并在吊裝前對施工人員進行技術交底和工作安全分析[4-6]，以確保側裝作業(yè)的安全實施。