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海洋石油平台吊机安装设计分析

 论文栏目:石油发展论文     更新时间:2021/4/8 11:59:09   

摘要:海洋石油平台一般在陆地建造期间就已完成平台吊机安装和相关功能的试验,出海后对吊机进行简单调试就能投入使用。渤海油田某项目WHPA平台因吊机安装位置与平台钻修机橇块位置较近,吊机安装后会增加平台海上吊装的难度且风险极高。为解决该问题,经过多次讨论分析,将设计方案确定为平台出海安装固定后再对吊机进行安装。这种方案虽然在施工中受到地域限制和海洋环境影响,施工难度和风险大,对安装技术要求较高,但通过该设计方案安全有效的完成了吊机安装工作。

关键词:海洋石油平台;吊机;安装;设计

1平台吊机概述

吊机是海洋石油平台(以下简称平台)甲板上必备的配套起重设备,是海洋油气开发作业中重要的生产和安全设备,在平台的日常生产中担负着各类物料的吊装转运和人员上下平台的吊送。平台吊机工作运行需要起升、变幅和回转这3个基本运动相互配合才能实现,各动作均采用液压驱动,各动作通过液压比例换向阀实现换向和调速功能,所有动作的控制手柄布置在驾驶室内。其中2个动作同时运行称“两联动”,3个动作同时运行称为“三联动”。吊机在主起升、变幅系统中设置了单向平衡阀,在回转系统中设置了双向平衡阀。吊机联动功能是吊机能否适应海上恶劣工作环境的主要影响因素,对整个平台的正常生产至关重要。

1.1平台吊机结构

WHPA平台吊机整体质量约84t,结构部分主要包括4大部分:吊臂、转台、A字架和基柱。吊臂、转台和A字架结构组成吊机的回转部分,通过回转支撑与基柱相连,吊臂通过滑动轴承安装在转台的前端,A字架结构与转台通过销轴连接,在A字架的顶部布置有滑轮系统。吊机上的所有工作通道、平台及回转平台沿边均设置有护栏。吊臂为桁架式结构,主要由超高强度钢管和钢板等焊接而成,吊臂头部安装了变幅滑轮组、主钩滑轮组。转台与A字架均为钢板焊接而成的板梁结构,两者通过销轴联接,转台上安装有回转机构、变幅机构、机房、驾驶室等,A字架上安装有变幅滑轮组。上部基柱由法兰、高强度板卷制的筒体结构和相应加强结构焊接而成,基柱法兰通过高强度螺栓与回转支撑连接,平台吊机结构示意图如图1所示。

1.2平台吊机安装设计思路

该项目WHPA平台吊机因其所在位置距离平台钻修机橇块较近,吊机立柱底部与钻修机橇块最近距离约1.2m,顶部吊机工作平台占据钻修机撬块上部空间。如果按照以往项目,平台吊机在陆地焊接安装完毕,会因平台吊机整体位置的隔挡,导致钻修机橇块无法到达原定设计位置进行安装就位,而且吊装过程中极易发生钻修机橇块与平台吊机碰撞的可能,给施工作业带来了很大的难度和较高的风险。经过设计人员多次讨论,最终制定了一个比较安全可行的施工方案,即平台在出海安装就位后,先进行钻修机橇块的安装,再进行吊机的安装。为了确保平台吊机在海上安装后能够正常的投入使用,要提前将吊机在陆地进行结构组装,并安装到平台上进行相关功能性调试和运行。在平台拖拉装船前,根据海上安装的便捷和安全性将吊机拆解成3大部分,即立柱部分、吊臂部分、附件部分。由特定船运送到平台附近,待钻修机橇块全部安装完毕后,再由蓝鲸号浮吊协助进行电动吊机的安装。

2安装方案分析

2.1施工前准备

1)为确保吊机装船运输安全和海上快速安装,在陆地拆卸时将吊机拆解成3大部分,第一部分为立柱总成,包括:基柱、转台、电动机动力装置、驾驶室、A字架等。第二部分为吊臂总成,包括:吊臂、滑轮组等。第三部分为附件,包括:钢丝绳、滚筒、动滑轮、吊钩等。2)为确保施工中吊机立柱与平台结构的连接安装能够准确、快捷,在留在平台上的结构立柱上点焊8个间隙固定块,以减少吊机在就位时的同轴度误差,间隙块应与立柱外表面齐平安装。间隙块安装位置示意图见图2所示。3)在吊机立柱总成调直过程中,如果出现立柱总体倾斜情况,使用千斤顶等机具作用在吊机立柱底部将立柱顶正。从船上卸下立柱总成时,将装船固定时焊接在吊机立柱底部上的辅助板,在其过焊口处沿水平方向切除,平台安装连接时,通过千斤顶作用在立柱底部的固定支座上,进行立柱垂直度调整。

2.2立柱总成安装

吊机立柱总成质量、高度较大,是本次安装工作的重点和难点,对施工人员的技术能力要求也非常高。为确保吊装的安全可靠,根据吊机立柱信息(见表1),通过详细的计算确定施工时所需的吊索具信息(见表2),且所有吊索具均需有合格证和CCSI检验证书,方能使用。立柱总成吊装到平台上方后,开始进行吊机立柱的安装。参照之前划好的2条标定线,确定结构立柱安装的方位示意图。确定好安装方位后,参照之前标记的4个标定点,确保上下两点所在直线垂直,吊机立柱标定点示意图如图3所示。待调整完毕后,重新测量吊机立柱4个标定点所在直线是否垂直,垂直度是否满足设计要求。待相关人员签署吊机立柱垂直度检测报告后,方可进行下一步工序。满足要求后经第三方检验合格,按照结构图纸要求对立柱进行焊接工作。待焊接检验合格后才允许摘钩,在以上工作过程中,不能摘钩,浮吊一直处于工作状态,防止意外发生。在吊机立柱周围搭设脚手架,方便施工人员对吊机立柱上的辅助部件进行安装和吊索具的拆卸。

2.3吊臂的安装

吊机立柱总成安装完成后,吊机主体方向如果影响到吊臂的安装,应将吊机主体方向调整到适合吊臂安装的方向,即吊机主体上连接吊臂的销轴、吊机休息臂、吊臂头在一个方向,用销轴固定。吊臂与吊机主体连接后直接放置到吊机休息臂上。

2.4附件的安装

主、副钢丝绳的穿绳,动滑轮的安装以及主、副钩的安装都要严格按照厂家技术规范要求进行。此项工作程序与陆地施工基本相同,难度较小。

3安全技术分析

整个施工过程必须严格按照技术规范进行,一旦出现问题都将给整个项目带来很大的损失,因此施工中必须严格按照如下几个方面进行操作。1)吊机安装时,应选在天气、海况良好的时候进行,否则会增加施工难度和风险。2)所有的焊接工作都应参照焊接规格书要求进行。3)吊机立柱焊接应参照结构图纸要求进行。4)在安装过程中,一定要确保上一工序验收合格后再进行下一工序,只有这样才能确保整个施工是安全可靠的。5)吊机立柱安装时,一定要确保其标记点所在直线垂直后再进行焊接。6)吊机钢丝绳、吊钩的安装一定要严格按照厂家指导规范。如出现失误,会加快钢丝绳磨损,减少使用寿命,增大工作中的风险。

作者:王春光 单位:中海石油(中国)有限公司

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