姜廣都，李新超，孫華峰，王敏，黃海濱

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

淺水導(dǎo)管架的施工程序包括了前期安裝設(shè)計(jì)，碼頭裝船，海上運(yùn)輸，海上安裝以及完工報(bào)告制作等，每一個(gè)步驟都對(duì)整個(gè)施工程序有著重要的影響，本文主要研究涉及海上安裝的主要難點(diǎn)，導(dǎo)管架的水平度調(diào)整。導(dǎo)管架的水平度的合理性關(guān)乎導(dǎo)管架上部結(jié)構(gòu)的安裝以及穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)整個(gè)海洋結(jié)構(gòu)平臺(tái)的順利平穩(wěn)運(yùn)營有著極為重要的影響。導(dǎo)管架調(diào)平主要有調(diào)平器調(diào)平和浮托提拉調(diào)平法，調(diào)平器造價(jià)高，使用環(huán)境要求較高并且施工周期較長，對(duì)工程的成本是一個(gè)比較大的負(fù)擔(dān)；而浮托提拉調(diào)平法施工程序簡(jiǎn)單，尤其是淺水區(qū)域?qū)Ч芗艿陌惭b普遍使用的浮吊起吊下水，浮吊資源首先就已經(jīng)具備，所以本文采用了浮托提拉調(diào)平法進(jìn)行調(diào)平作業(yè)，完全滿足了施工需求，安全可靠同時(shí)節(jié)約了成本。

1 導(dǎo)管架簡(jiǎn)介

本文分析的導(dǎo)管架為渤中13-1 WHPB ，此結(jié)構(gòu)形式為四腿，有三個(gè)水平層，在海平面高度（+）5.0m處的結(jié)構(gòu)尺寸為18米×18米，每個(gè)主腿鋼樁由三節(jié)組成，導(dǎo)管架總重683噸。

2 施工海域概述

渤中13-1 WHPB導(dǎo)管架坐落于渤海灣，具體坐標(biāo)如下表所示：

導(dǎo)管架WHPB 38北緯 東經(jīng) 平臺(tái)方向 重量（T） 水深（m）O33’02.6’’ 119O03’55.6’’ 280.69° 683 22.9

3 施工過程中出現(xiàn)的問題以及解決方案

1）導(dǎo)管架吊裝下水過程中出現(xiàn)的問題

渤中13-1項(xiàng)目采用了水下預(yù)鉆井的導(dǎo)管架安裝方案，在井口上部設(shè)置水下基盤，在基盤上部設(shè)置

導(dǎo)向樁，后期導(dǎo)管架的套筒與導(dǎo)向樁對(duì)接。此方案的可以極大縮短油田開發(fā)周期，并且也可以減少項(xiàng)目運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的各種成本，可以有效的達(dá)到降本增效的目的。水下基盤與導(dǎo)管架套筒的連接方式如右圖所示：

項(xiàng)目的前期準(zhǔn)備工作以及海上航行階段都比較順利，但是在海上安裝過程中出現(xiàn)了導(dǎo)管架水平度超過規(guī)范要求的情況，導(dǎo)管架的水平度問題一直是海上安裝存在的一個(gè)比較普遍的難題，出現(xiàn)問題如下所示：

運(yùn)輸駁船到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，傍靠起重船德瀛，待現(xiàn)場(chǎng)氣象環(huán)境滿足起吊要求進(jìn)行導(dǎo)管架起吊下水作業(yè)。導(dǎo)管架下水就位，滿足下水就位精度之后進(jìn)行首節(jié)鋼樁插打作業(yè)，在首節(jié)四根鋼樁插入導(dǎo)管架主腿后進(jìn)行導(dǎo)管架水平度測(cè)量，以最低點(diǎn)A1為基準(zhǔn)線，測(cè)量結(jié)果為：A2,530mm；B1,700mm；B2,1160mm；初步估計(jì)原因?yàn)閷?dǎo)向樁與導(dǎo)向樁套筒間隙過小，導(dǎo)致導(dǎo)管架B2軸無法下移。

2）導(dǎo)管架調(diào)平方案

根據(jù)此結(jié)果，現(xiàn)場(chǎng)決定先進(jìn)行最高點(diǎn)B2鋼樁的打入，再根據(jù)實(shí)際情況決定進(jìn)行最低點(diǎn)A1鋼樁的打入后進(jìn)行調(diào)平，在A1樁打完之后，測(cè)平以最低點(diǎn)A1為基準(zhǔn)線，水平度結(jié)果：A2,555mm；B1,680mm；B2,1010mm

在A1鋼樁打完之后，德瀛進(jìn)行調(diào)平作業(yè)。首先掛A1,A2點(diǎn)吊扣，掛法為A1，A2吊扣各連一個(gè)鉤頭，提升A1,A2點(diǎn)合力至100噸，按照50噸的量逐漸加力至450噸，測(cè)平，結(jié)果：A2,390mm；B1,380mm；B2,780mm。

由于德瀛扒桿右側(cè)受力，扒桿左右受力不均的情況下吊重不能超過400噸，不能繼續(xù)加力，重新掛扣，將B2處卡環(huán)與吊扣拆下進(jìn)行掛扣。此次掛法為A1,A2吊扣連卡環(huán)，B2處吊扣雙用連卡環(huán)，兩頭各掛一鉤頭，吊重升至至500噸，測(cè)平，結(jié)果：A2,455mm；B1,325mm；B2,735mm，繼續(xù)保持500噸2小時(shí)，各點(diǎn)高度基本沒有變化，進(jìn)行焊接筋板固定鋼樁與導(dǎo)管架。

由于調(diào)平結(jié)果無法滿足施工要求，經(jīng)過分析研究，此問題的主要原因應(yīng)該就是導(dǎo)管架套筒與水下基盤的導(dǎo)向樁干涉引起。鑒于導(dǎo)管架已經(jīng)就位，導(dǎo)管架的套筒的工作使命已經(jīng)完成，決定切割B2點(diǎn)的套筒，導(dǎo)管架低側(cè)掛調(diào)平扣，通過扒桿將導(dǎo)管架的低側(cè)向上拉，使導(dǎo)管架達(dá)到安裝允許誤差范圍內(nèi)后，在鋼樁和樁腿之間焊接筋板，導(dǎo)管架和鋼樁固定完成，摘下調(diào)平扣。后續(xù)進(jìn)行組對(duì)焊接皇冠板，灌漿作業(yè)以及噴砂作業(yè)等。

導(dǎo)管架通過調(diào)平后的水平度

注： 根據(jù)技術(shù)規(guī)格書的要求，此導(dǎo)管架水平度允許最大誤差范圍為對(duì)應(yīng)兩樁腿間跨距的5‰ (mm)，即ROW1與ROW2間水平最大誤差范圍18400×5‰=92mm，ROW A與ROW B間水平最大誤差范圍18200×5‰=91mm，對(duì)角最大誤差范圍為25880×5‰=129mm。

3）調(diào)平吊點(diǎn)強(qiáng)度校核

在導(dǎo)管架調(diào)平過程中，主要是通過吊機(jī)通過吊裝鎖具連接卡環(huán)，然后通過卡環(huán)連接導(dǎo)管架主腿上的吊點(diǎn)，所以用于連接鎖具卡環(huán)和主腿的吊點(diǎn)必須要進(jìn)行強(qiáng)度校核，如果受力超出許用強(qiáng)度，會(huì)造成吊點(diǎn)的撕裂，對(duì)施工造成巨大的安全隱患。吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式以及尺寸如圖所示：

本文通過有限元分析軟件ANSYS對(duì)吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算校核，通過模型的建立，網(wǎng)格劃分，施加作用力以及邊界條件的定義來計(jì)算吊耳在最大拉力500噸的情況下的受力情況，吊機(jī)的吊鉤位置位于吊點(diǎn)正上方，吊點(diǎn)與導(dǎo)管架主腿連接處作為約束邊界，計(jì)算結(jié)果應(yīng)力圖如下所示：

4 結(jié)論

導(dǎo)管架的水平度調(diào)平歷來都是海上安裝的重點(diǎn)難題，現(xiàn)有設(shè)備有限的情況下要充分利用現(xiàn)場(chǎng)資源進(jìn)行調(diào)平作業(yè)，保證項(xiàng)目的順利施工。實(shí)際上，我們也是可以通過前期的準(zhǔn)備來盡可能的減少甚至避免產(chǎn)生導(dǎo)管架水平度不滿足施工規(guī)范的問題，主要可以通過以下幾個(gè)方面采取措施。

第一點(diǎn)，導(dǎo)管架安裝前一定要做好安裝海床地貌區(qū)域的預(yù)處理，通過使用挖溝機(jī)等設(shè)施提前對(duì)該區(qū)域進(jìn)行地貌平整作業(yè)，使該區(qū)域能初步滿足水平度要求，為導(dǎo)管架的安裝打下良好的基礎(chǔ)。本項(xiàng)目所使用的水下基盤預(yù)安裝方案，更是要求基盤的導(dǎo)向樁與導(dǎo)管架的套筒之間的精密預(yù)置，誤差過大就有可能造成巨大的影響，例如本文導(dǎo)管架水平度出現(xiàn)的較大偏差就是此原因造成的。