海上石油平臺液壓多功能輸送棧橋研制

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(中海油能源發展股份有限公司 監督監理技術公司，天津 300452)

隨著海洋石油勘探開發二次跨越，支持型的多功能平臺缺口較大。現存的支持平臺外輸作業方式大多功能單一，服務能力有限。如公知的海上支持平臺在固定平臺相互之間、固定平臺與移動平臺之間的外輸作業時，常采用鋪設臨時外輸管線或使用吊機進行吊裝搭接整體式鋼質外輸棧橋，這種整體式鋼質外輸棧橋每次拆裝和管線連接現場工作量很大、海上施工時間長、工作效率低，若采用臨時海底外輸管匯成本高、作業風險大。新研制的液壓多功能輸送棧橋能夠解決海洋石油平臺生產外輸作業的技術問題，使得外輸作業更加安全、方便、快捷。

1 棧橋總體性能

棧橋總體外觀為懸臂式，棧橋主體為框架式鋼結構，棧橋設置活動底座，可與甲板底座活動連接，可利用平臺吊機整體吊運拆裝。在棧橋上載有主動力電纜、通信廣播電纜、以及輸送液體無縫鋼管，給支持平臺提供外輸供電、液、氣、灰等服務。棧橋收回存放狀態，自由一端放置在平臺固定支架上；棧橋搭接使用狀態，橋體通過機構可在底座上旋轉一定角度與其它平臺搭接。該液壓棧橋的各項技術要求和使用性能均符合中國船級社頒發的現行規范和規則。

棧橋整體性能和基本參數見表1。

表1 輸送棧橋整體性能和基本參數

2 棧橋主要構成及工作原理

液壓多功能輸送棧橋，包括安裝在平臺上的底座、安裝在底座上的框形支架、垂直安裝在支架上的轉動主軸、安裝在轉動主軸上的懸臂橋體、安裝在橋體上的各類帶快速接頭的外輸管線和電纜、以及轉動主軸的驅動裝置，所述懸臂橋體與轉動主軸之間為鉸接，懸臂橋體中間部位安裝有吊耳，轉動主軸頂部安裝有定滑輪，轉動主軸腰部安裝有隨轉動主軸轉動的卷揚機及其機座，卷揚機的曳引鋼絲繩通過定滑輪連接吊耳。輸送棧橋主要由橋跨、門架、底座、液電控制系統等組成，見表2。棧橋結構見圖1。

表2 棧橋配套表

a)側面圖

b)俯視圖1-橋跨;2-萬向滾輪;3-吊耳;4-轉動主軸;5-護欄;6-定滑輪;7-鋼絲繩;8-卷揚機;9-機座;10-支架;11-直梯;12-液壓馬達;13-液壓泵站;14-輸出小齒輪;15-大齒輪;16-底座;17-鉸軸;18-齒輪箱體;19-快速接頭;20-外輸管線;21-液動控制箱;22-銷軸;23-回轉制動裝置圖1 棧橋結構示意

2.1 橋跨

橋跨框架結構由鋼管焊接而成，其橫截面呈L形，懸臂橋體的外側和底部安裝有并排的外輸管線，其內側安裝有外輸電纜，懸臂橋體上還安裝有維修用人行通道及護欄，懸臂橋體前端安裝有萬向滾輪，便于和搭接目標平臺安全支撐，見圖2。

1-橋跨;20-外輸管線;24-通道蓋板;25-護欄圖2 橋跨截面示意

2.2 門架

門架由門架本體、液電操控箱與液壓泵站、門架固定銷、擺動油缸、爬梯、腳踏梯等組成，用于棧橋架設及棧橋收回后的固定，見圖3。

4-轉動主軸;5-護欄;8-卷揚機;9-機座;10-支架;11-直梯;12-液壓馬達;15-大齒輪;16-底座;17-鉸軸;27-軸承;28-軸承圖3 門架立面示意

液壓泵站將電力轉化為液壓動力，為棧橋架設或撤收提供動力源；擺動油缸將棧橋提起或放下，搭接幅度為±10°。門架一側設置有爬梯和欄桿，方便棧橋操作維護人員上下操控臺，進行棧橋架設或撤收作業以及門架上部裝置的維護保養；門架下部設置腳踏梯和欄桿，便于人員通行。棧橋架通后或存放時，用插銷將門架與下部的底座固定。

2.3 底座

底座由底座框架、回轉支承、門架回轉驅動液壓馬達、回轉接頭、走臺欄桿等機構組成，見圖4。

4-轉動主軸;14-輸出小齒輪;15-大齒輪;22-銷軸;23-回轉制動裝置圖4 底座

底座通過回轉支承與門架相連，通過門架回轉驅動液壓馬達使門架360° 回轉，中部回轉接頭供油路、電路上門架。底座圓周設置有走臺欄桿，便于人員安全行走。

2.4 液壓系統

棧橋系統由平臺提供安全電力和連接電纜線，為棧橋的架設或撤收作業提供動力。液壓系統主要包括泵站(液壓動力源，含油泵、電機、濾油器、加熱裝置等)、液壓控制閥、工作回路等。液壓系統共有以下3個工作回路。

1)門架回轉工作回路。回轉驅動液壓馬達使門架回轉。

2)橋跨擺動工作回路。通過擺動油缸來控制橋跨搭接幅度。

3)橋跨固定銷油缸工作回路。通過控制固定銷油缸來固定橋跨。

2.5 電氣操控系統

電氣操控系統由平臺提供交流220 V 50 Hz 3-phase電源，由電機驅動油泵為液壓系統提供動力。電氣操控系統包含操控臺、控制箱、變壓整流裝置、信號燈、按鈕、開關、電線、報警裝置等。除電機外，其余電氣元件采用24 V直流電工作。電氣操控系統的主要操控元件與液壓控制閥一起安裝在操控臺上。

3 結論

1)由于懸臂橋體同鉸接的轉動主軸通過液壓馬達驅動裝置水平轉動，懸臂橋體可利用卷揚機通過轉動主軸上的定滑輪抬高或者降低角度，這樣可滿足不同方位搭接棧橋進行外輸作業要求；

2)橋體上安裝固定有各類帶快速接頭的外輸管線和電纜，可實現海上生產設施間的快速外輸作業服務，大大提高了工作效率；

3)利用橋體本身結構鋼管做成外輸管線，減輕了附加外輸管線重量；

4)橋體上設置維修通道，方便管線和電纜的安裝和維護；

5)維修通道上設置通道蓋板，通道蓋板下安裝有外輸管線，節省管線安裝空間。