万吨级海洋平台建造工艺优化

1、万吨级海洋平台建造工艺优化石 亮 刘传辉 石守义 刘海静(海洋石油工程股份有限公司, 天津300461)摘要随着国内海洋平台浮拖安装技术的应用成熟，组块设计逐步向大型化发型发展，目前渤海油田，东海油田、南海油田均出现万吨级以上平台，此类平台采用整体建造，建造周期多在一年以上，建造工期普遍较长。本文通过对此类组块结构特点进行分析，从平台甲板预制、结构总装、墙皮安装等方面进行工艺优化讨论，以期找到一种适用的建造工艺，缩短建造工期，使组块尽快投入使用。关键词：甲板预制；结构总装；工艺优化；专业交叉0 概述目前，由于海上油田地质的复杂，原油开采、处理对相关工艺设备、电力设备需求增加，组块设计逐步向大型

2、化方向发展。目前渤海油田，东海油田、南海油田均出现万吨级以上平台，这些平台多布置有4到5层甲板，每层甲板尺寸达到80*80米，相当于标准足球场的大小。随着国内海洋平台浮拖安装技术的应用成熟，此类海洋平台采用整体建造，建造周期多在一年以上，建造工期普遍较长。通过对万吨级组块结构特点进行分析，从平台甲板预制、结构总装、专业交叉等方面进行工艺优化讨论，以期找到一种适用的建造工艺，提高组块建造效率。1 结构特点分析万吨级组块与常规组块结构形式基本相似，多设置4到8根立柱，3到5层甲板，这类平台多为中心处理平台，包含发电机系统、变配电系统、原油处理外输系统、吊机系统，生活支持系统等，同时往往布置有井口，

3、结构形式见图1.与常规组块相比，主要有以下不同：(1) 甲板面积进一步增大，达到80*80米,上部工艺设备增多；(2) 结构件加强，组块立柱管径、壁厚增大，大型组合梁、箱型梁增多；(3) 功能区划分增多，电气、控制房间增多，达到十几个；(4) 海上浮托法安装的需要，组块下部增加甲板支撑装置 (DSU)；(5) 海上浮托安装的需要，井口布置在平台两侧。图1 万吨级组块结构示意（未包含生活楼、钻修机）2 方案优化 基于万吨级组块与常规组块的不同点，从滑靴布置、甲板预制、场地总装、房间预制、舾装等方面对建造方案进行优化，以期缩短建造工期，找到一种技术可行，经济合理的建造工艺。2.1甲板预制万吨级组块

4、每层主甲板总重量超过1000吨，根据现有吊车、设备能力无法像常规组块一样整片预制。国内海工场地甲板片传统预制方法为露天预制，这样容易受天气因素影响，焊接质量不易控制，同时也受场地吊机资源限制，预制较长。克服以上限制因素，将预制场地转移到车间内部，同时根据现有车间设备能力以及甲板片本身结构特点进行分片预制，每片外形尺寸在25*25米，单片重量控制在200吨以内，具体如图2所示，这样处理有以下优点：(1) 避免天气影响（雨、雪、风）甲板片预制进度；(2) 改善施工作业条件，提高预制质量，减少返工；(3) 可以充分利用车间内天车、门吊资源，工效提高一倍，缩短预制周期。图2甲板分片示意2.2、立柱组装

5、常规甲板片预制时将立柱与甲板片同时在一起进行预制，然后进行后序喷涂作业，滑道总装时与甲板片一起吊装，如图3所示。但万吨级组块甲板片甲板面积大，分成若干小片进行预制。此类组块的立柱多采用中厚板卷制，直径多在2米左右，重量达到20吨以上，如果甲板与立柱预制到一起，立柱布置在甲板边缘位置,将导致甲板片偏心严重。这样的甲板片不利于吊点布置，倒运涂装困难。基于以上考虑，每层甲板片根据结构形式分成若干小片，预制不带立柱。待甲板小片预制涂装完成后，转运至总装场地进行总装，如图4所示。图3常规甲板片建造方式图4 万吨甲板片建造方式2.3.结构总装组块建造过程中，多借助组块本身立柱作为支撑，进行陆地建造，完成后

6、采用滑移或者吊装方式装船。万吨级组块由于重量大，使用浮托法安装，需要使用DSU（甲板支撑装置）进行重量转移，在组块结构总装开始前，需完成DSU预制安装工作，组块陆地建造期间由DSU支撑平台重量。DSU根据场地承载力及甲板结构形式进行布置。图5 DSU支撑布置示意2.3.1中心片定位万吨级组块每层甲板分片达到7到8片，有的甚至达到十几片，在总装过程中，如果从一侧开始总装势必造成累计误差，最终导致甲板片立柱定位不准确。为降低累计误差，根据组块整体结构形式以及分片情况，总装初期每层甲板确定一到两片甲板作为中心片，作为其他甲板片组装定位基准。中心片确定后，其他甲板片及立柱，拉筋定位均以此为基准定位测量

7、，如图6所示。图6中心定位片2.3.2 立柱安装甲板小片总装完成后，开始插本层甲板所带立柱，立柱插入组对过程中，应对立柱跨距的重点监控，在中心定位片上确定测量基准点，加强焊前组对报检和焊后尺寸控制，确保满足组块建造规格书要求，采用后插立柱的优点在于：（1）降低甲板组装累计误差影响，确保立柱跨距满足规范要求；（2）立柱预制不必考虑喷涂车间高度限制，长度可以尽量加大，减少现场总装口数，便于立柱直线度控制；2.3.3、拉筋、墙皮安装主结构组对、焊接完成后，可以进行上层拉筋，墙皮的组对、焊接。在常规组块建造中，每层拉筋、墙皮的焊接多要等上层甲板扣片后才进行，这样往往受上层甲板片总装进度影响容易造成人员

8、待工，下部工作无法开展，影响设备就位以及相关电仪支架、护管的安装就位。在总结以往项目经验的基础上，充分考虑拉筋重力作用下下挠变形，借助全站仪测量设备，本层甲板拉筋在组对完成后直接完成拉筋下端焊接。待拉筋焊接完成后，进行墙皮组对、焊接，充分发挥三维模型优势，针对可能存在的结构碰撞及时修改墙皮形式。这样在上层甲板片扣片前完成下层拉筋、小立柱的焊接，房间内的相关设备、护管、支架定位工作可以先行开展，缩短总装时间。2.4、与机管电交叉处理组块建造过程中，由于涉及结构、机械、配管、电气、仪表、舾装等多专业交叉作业，容易出现各专业干涉，互相争抢资源的情况，造成返工、窝工现象的发生。在处理此类问题时，首先应

9、明确陆地建造主线，主线工作优先开展，做好各专业的沟通协调工作，明确各专业制约因素，可并行开展工作尽量并行开展。随时关注主线进度，关键线路发生变化时及时调整各专业工作次序，确保各专业协调配合，完成项目计划进度。3 结论通过从甲板预制、结构总装、墙皮安装、散件安装等方面对建造工艺优化，组块建造工期进一步缩短，此工艺在渤海某万吨级组块建造应用，整个平台共分为40个单片片预制，从首层甲板片组合梁开始下料预制到整个组块结构封顶用时半年。通过不断的实践、完善，结合现场实际对此类组块建造工艺进行优化，提高现场施工工效，充分发挥指导施工的作用。参考文献1. 荀海龙 ,朱 晓环. 万 吨级组块浮托技术 研究及典

10、型专项设备设施J.中国工 程科 学 , 2011, 5:93 一97 .2. 海洋石油工程设计指南编委会. 海洋石油工程结构、焊接、防腐加工设计. 北京:石油工业出版社,2007.9Process optimization of 10,000-ton Level Offshore Platform ConstructionSHI Liang, SHI Shouyi, LIU Chuanhui(Offshore Oil Engineering Co., Ltd, Tianjin 300461, China)Abstract With the application of ocean p

11、latform float over installation technology, offshore platforms gradually to large-scale development. At present, the Bohai Oilfield, the East China Sea oil field, the South China Sea oil platforms have appeared 10,000-ton level offshore platform. The platform were completed over the course of a year. According to the analysis of deck precast, structure assembly ,wall installation and other aspects,in order to find a suitable construction  process, shorten the construction period,so