文昌水下基盤安裝工藝

　　摘要：文章以文昌項(xiàng)目水下基盤安裝作為例子描述了吸力樁式基盤安裝所需裝備、關(guān)鍵技術(shù)和主要工藝過程。為后續(xù)南海或者較深水安裝類似的水下基盤提供了借鑒。
　　關(guān)鍵詞：安裝工藝；水下基盤；吸力樁
　　
　　一、引言
　　為了縮短油田整體建設(shè)工期，較深水海上油田目前多數(shù)采用在預(yù)安裝海底基盤上進(jìn)行預(yù)鉆井的方案來進(jìn)行開發(fā)。預(yù)鉆井完成后，臨時(shí)棄井，然后進(jìn)行導(dǎo)管架及上部模塊的安裝，最后用導(dǎo)管架平臺(tái)上的修井機(jī)進(jìn)行回接及完井作業(yè)。由于鉆井作業(yè)和平臺(tái)設(shè)施的工程設(shè)計(jì)與建造同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到了大大縮短投產(chǎn)前的開發(fā)周期的目的。這樣既節(jié)省了油田開發(fā)成本，又減少了施工船舶受到深水惡劣天氣的影響。
　　技術(shù)因素即安裝施工中所采取的手段，在施工建設(shè)的諸多因素中占有舉足輕重的地位。海上安裝工程成本巨大、風(fēng)險(xiǎn)巨大、環(huán)境惡劣、情況也十分復(fù)雜，優(yōu)良的技術(shù)和合理的工藝過程，能提高工作效率、降低風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約成本、提高安全性和可靠性。傳統(tǒng)的基盤錨固樁的安裝工藝是采用“打入樁”的形式，本文介紹了基盤的“吸力樁式”安裝工藝，研究意義在于：工程實(shí)踐為海洋工程基礎(chǔ)理論研究提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)；通過現(xiàn)有工程項(xiàng)目實(shí)施的描述，推廣和傳播成熟的技術(shù)、開發(fā)新技術(shù)；改善工藝過程、提高效率、節(jié)約成本，為企業(yè)創(chuàng)造更高的利潤；優(yōu)化施工工藝，為健康安全和環(huán)保（HSE）提供必要的保證。
　　二、文昌19-1WHPA基盤安裝
　　文昌19-1\\15-1A\\14-3A\\8-3A油田位于南海北部海域珠江口盆地西部，距離海南文昌縣148公里-185公里。開發(fā)井?dāng)?shù)總共26口，其中18口水平井，7口定向井，1口“魚骨刺”井。本文以文昌19-1WHPA基盤的安裝工藝為例來介紹文昌油田基盤的安裝工藝。
　　文昌19-1WHPA基盤結(jié)構(gòu)形式為吸力樁形式，吸力樁直徑為3.5m、壁厚為15mm、高度為8.0m。在3個(gè)吸力樁的頂部中心焊有中心柱，吸力樁中心通過基盤導(dǎo)向筒（直徑762mm）和撐桿與基盤連接。該結(jié)構(gòu)的總重量為131t。
　　文昌19-1WHPA吸力樁式基盤海上安裝主要包括四個(gè)階段：碼頭裝船；海上運(yùn)輸；基盤入水；基盤沉放。
　　第一，碼頭裝船固定。基盤結(jié)構(gòu)、設(shè)備和集裝箱等物品全部運(yùn)至碼頭；浮吊吊裝基盤到7000噸駁船上，并焊接固定；吊裝ROV設(shè)備和集裝箱裝載在浮吊甲板上，并焊接固定。
　　第二，海上運(yùn)輸。裝船固定工作就緒后，浮吊和7000噸級駁船分別掛纜由拖輪拖航到達(dá)施工海域。
　　第三，船舶拋錨就位。浮吊和駁船拖航到預(yù)定海域后，在安裝坐標(biāo)位置附近拋錨就位，此時(shí)浮吊的中軸線與基盤安裝設(shè)計(jì)方位角一致。
　　第四，基盤吊裝入水和吸力樁初始入泥。一是大力號升起扒桿，使用主鉤對基盤掛纜，同時(shí)在輔鉤上掛1根150t×50m的吊裝鋼絲繩，鋼絲繩另一端與基盤吊裝鋼纜相連，并使輔鉤上吊裝鋼絲繩保持松弛狀態(tài)。二是啟動(dòng)吊機(jī)，主鉤吊起基盤約1米高，旋轉(zhuǎn)扒桿至船艉部，此時(shí)輔鉤下的吊裝鋼絲繩保持松弛狀態(tài)，主鉤將基盤吊放到水面。三是主鉤繼續(xù)下放基盤，當(dāng)輔鉤上掛著的吊裝鋼絲繩拉直并受力時(shí)，將主鉤從基盤吊纜上解脫出來，這樣輔鉤就吊裝著基盤，實(shí)現(xiàn)了水下基盤吊裝倒扣。四是浮吊輔鉤繼續(xù)下放基盤。通過移動(dòng)扒桿或移船，使水下接近泥面的基盤平面移動(dòng)和小范圍轉(zhuǎn)動(dòng)，通過電羅經(jīng)監(jiān)測基盤的方位角，通過短基線信標(biāo)監(jiān)測基盤的坐標(biāo)，直到坐標(biāo)和方位角均滿足設(shè)計(jì)安裝精度時(shí)，停止移動(dòng)基盤。五是輔鉤再次下放基盤，基盤靠自重使其吸力錨貫入土壤，并形成可吸力沉放的樁土密封條件。
　　第五，吸力樁貫入。一是在吊纜保持一定吊力的狀態(tài)下，啟動(dòng)泵系統(tǒng)，抽取吸力樁筒內(nèi)的水。吸力樁在樁頂內(nèi)外壓差的作用下貫入海底土壤。在這過程中，適時(shí)進(jìn)行吸力樁傾斜度測量和吸力樁入泥深度測量直到吸力樁的頂部基本與泥面齊平為止。二是若基盤沉放過程中實(shí)時(shí)測量的傾斜度超過允許傾斜度時(shí)，則通過換向閥改變泵的流向，向吸力樁內(nèi)注水從而將吸力樁頂起。通過調(diào)整三個(gè)吸力樁不同的頂起高度調(diào)整基盤傾斜度，直到滿足要求；然后再重新吸力貫入，直到沉放到位的基盤的傾斜度小于允許傾斜度。
　　第六，施工機(jī)具回收。基盤安裝完畢之后，ROV協(xié)助液壓卸扣、泵系統(tǒng)和鋼絲繩進(jìn)行回收，安裝結(jié)束。基盤安裝完畢之后，ROV剪斷與基盤連接的吊纜；輔鉤上提，將泵撬塊提起，回收船上；安裝結(jié)束。
　　三、結(jié)束語
　　海上施工是由多家單位和多個(gè)工種協(xié)調(diào)合作完成的。值得一提的是，在文昌基盤的安裝過程中，對工藝方案的制定不可墨守成規(guī)，應(yīng)根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)形式、施工現(xiàn)場的情況、現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)等條件有針對性地選擇不同的工藝方法。由于整個(gè)工程涉及到很多專業(yè)、很多單位、很多工種，基盤安裝是一個(gè)龐大而系統(tǒng)的工程。雖然在安裝設(shè)計(jì)階段對各個(gè)方面都作了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和計(jì)算分析，但是在施工現(xiàn)場還會(huì)遇到諸多問題，需要大量具有豐富經(jīng)驗(yàn)的工程師和具有較高水平的管理人才。
　　通過對文昌項(xiàng)目19-1WHPA基盤的安裝，筆者總結(jié)出：基盤下放的高精度安裝是前提，直接影響到整個(gè)基盤是否水平，甚至直接影響后續(xù)導(dǎo)管架的安裝及井口的回接。文昌項(xiàng)目的“吸力樁”形式基盤的安裝在海油工程公司乃至中國海油尚屬首次，填補(bǔ)了一項(xiàng)海上施工工藝和施工技術(shù)空白。整個(gè)基盤的設(shè)計(jì)理念是節(jié)省了大量的鋼材，降低大型主作業(yè)船投入，節(jié)省船舶運(yùn)輸和海上安裝的時(shí)間。該形式的基盤適用于較深水油田開發(fā)，“吸力樁”形式基盤的設(shè)計(jì)與安裝為今后較深水油田開發(fā)提供了新思路。
　　參考文獻(xiàn)：
　　1、楊曉剛.導(dǎo)管架與基盤導(dǎo)向樁的對接數(shù)值模擬分析技術(shù)[J].中國海上油氣(