浮托法安裝平臺(tái)總體布局研究

寇建惠

（中海油能源發(fā)展油田建設(shè)工程設(shè)計(jì)研發(fā)中心，天津 300452）

0 引言

海上平臺(tái)組塊最常用的安裝方法是吊裝，如圖1。但隨著我國(guó)海洋石油工業(yè)的發(fā)展，海上平臺(tái)正在向大型化、綜合化方向發(fā)展，平臺(tái)整體重量也隨之增加。而目前中海油最大的起重船“藍(lán)鯨號(hào)”的額定起重能力為7 200 t，但實(shí)際上吊裝超過(guò)6 000 t的組塊時(shí)就會(huì)有很高的風(fēng)險(xiǎn)，所以面對(duì)超重組塊，傳統(tǒng)的吊裝已不能滿足要求。

圖1 華西5000正在海上安裝導(dǎo)管架

在此種情況下，浮托安裝法應(yīng)時(shí)而生。目前海洋石油221是8 000 t的半潛駁；海洋石油225和226是16 800 t甲板駁；海洋石油229是30 000 t導(dǎo)管架下水駁。這些駁船承重能力強(qiáng)，且租賃費(fèi)用便宜，海洋石油229每天僅為43萬(wàn)元，大大節(jié)省了投資費(fèi)用。

1 駁船的大小決定了組塊軸間距及井口布置位置

浮托法組塊的安裝方式是采用壓載法，通過(guò)滑靴和支撐框架把組塊支撐起來(lái)，海上駁船就位后通過(guò)駁船壓載把組塊安裝到導(dǎo)管架上。

現(xiàn)用BZ34-1CEPA組塊舉例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明浮托法的安裝過(guò)程。該組塊運(yùn)用BH221進(jìn)行安裝，該船長(zhǎng)142 m，船寬36 m，型深9.75 m。將組塊滑移固定在駁船后，進(jìn)行托航，其安裝過(guò)程是將駁船慢慢拖到導(dǎo)管架前并開(kāi)始向前移動(dòng)，直至平臺(tái)插尖對(duì)準(zhǔn)已安裝好的導(dǎo)管架樁腿。

從上述過(guò)程中可以看出，安裝組塊時(shí)駁船要進(jìn)入到兩導(dǎo)管架之間，故要求采用浮托法安裝的平臺(tái)縱向?qū)Ч芗軐挾缺仨氁笥诖w寬度。目前中海油的駁船寬度一般為36 m，所以縱向軸間距一般采用40 m。

為了縮減工期，一般情況下，項(xiàng)目先期會(huì)利用“導(dǎo)管架+鉆井船”的方式進(jìn)行打井，為了駁船順利安裝組塊，浮托法的井口與傳統(tǒng)布置方式不同，它需要布置在導(dǎo)管架外側(cè)，并在井口外緣處增加輔樁，以起到保護(hù)隔水套管的作用，如圖5。輔樁承載力比主樁弱很多，這是由其自身結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定的，例如BZ34-1CEPA平臺(tái)，主樁直徑為1 829 mm，而輔樁只有1 219 mm。這就決定了采用浮托法安裝的組塊只能設(shè)置修井機(jī)。

圖2 浮托法井口布置位置

若想采用鉆機(jī)進(jìn)行打井作業(yè)，可以采用如下兩種方法：1）井槽布置在導(dǎo)管架之間，組塊就位后，隔水套管全部由鉆機(jī)錘入。缺點(diǎn)是投產(chǎn)工期長(zhǎng)。2）提高輔樁承載能力，以滿足鉆機(jī)工作時(shí)的載荷。缺點(diǎn)是提高投資費(fèi)用。

2 組塊層高的確定

海上生產(chǎn)及井口平臺(tái)通常具有4層甲板，即上層甲板、中層甲板、下層甲板和底層甲板。

上層甲板距離海平面的高度除了考慮海上安裝浮吊吊臂長(zhǎng)度和舉升能力外，如果有井口的，還要考慮自升式鉆井船的氣隙高度和懸臂的工作范圍。

其余每層的間距確定主要考慮的因素有：設(shè)備的高度、房間高度、管廊位置、電儀橋架的高度、檢修空間等。

底層甲板與海面間的高度應(yīng)按設(shè)計(jì)環(huán)境條件時(shí)潮汐與波浪最不利組合情況下的最大波峰高程以上，并留有至少1.5 m的間隙設(shè)計(jì)，一般情況下按下式進(jìn)行估算：底層甲板標(biāo)高=2/3百年一遇的波高+百年一遇高水位+底層甲板結(jié)構(gòu)梁高+1.5 m。

3 分層設(shè)備布置

3.1 上層甲板（U P P E RD E C K）

主要布置：生活樓、平臺(tái)吊機(jī)、修井設(shè)備、火炬臂（或者冷放空）、燃汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組、余熱回收裝置橇、熱介質(zhì)循環(huán)泵橇、熱介質(zhì)膨脹罐等設(shè)備。

1）井口位置及火炬臂位置的確定。因火炬臂（或者冷放空）及井口會(huì)散發(fā)對(duì)人體有毒害和可燃性氣體，所以應(yīng)設(shè)置在下風(fēng)向。

2）生活樓的布置。生活樓應(yīng)設(shè)置在上風(fēng)向，且根據(jù)《海上固定平臺(tái)安全規(guī)則》規(guī)定，“甲板室和居住處所以及支撐居住處所的外伸甲板,其面向井口區(qū)和油氣生產(chǎn)區(qū),并在距鉆井轉(zhuǎn)盤(pán)中心30 m之內(nèi)的所有外表面,應(yīng)按A-60級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建造”。

3）救生艇的布置。本著人員逃生最方便的原則，平臺(tái)若設(shè)有生活樓，則救生艇需設(shè)置在生活樓附近；如沒(méi)有，則可以設(shè)置在電氣間附近。救生艇一般設(shè)有側(cè)登艇及尾登艇兩種形式，根據(jù)廠家需要部分救生艇船首位置設(shè)有檢修甲板，應(yīng)布置在生活樓旁，并留有與逃生通道相連的人員集散地，集散地應(yīng)按0.6 m2×救生艇定員數(shù)設(shè)計(jì)。平臺(tái)總?cè)藬?shù)超過(guò)30人，救生艇不得少于2艘。

4）吊貨區(qū)的布置。吊貨區(qū)的位置與平臺(tái)吊機(jī)同側(cè)，且在吊機(jī)吊臂范圍內(nèi)。布置吊貨區(qū)時(shí)應(yīng)注意：避免平臺(tái)吊機(jī)的盲區(qū)；布置在斜撐最高點(diǎn)；層與層之間的吊貨區(qū)應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置。吊貨區(qū)的面積應(yīng)以最大設(shè)備的尺寸為基準(zhǔn)，一般設(shè)計(jì)是3 m×（4～5）m。還應(yīng)考慮配管和檢修空間。

5）梯道的布置。應(yīng)根據(jù)甲板尺度大小、生產(chǎn)作業(yè)和人員逃生的需要設(shè)置2處或多處甲板通道和甲板間梯道。根據(jù)《海上固定平臺(tái)安全規(guī)則》主安全通道最小凈寬不小于1 m，原則上不允許有超過(guò)7 m長(zhǎng)的死胡同，否則應(yīng)設(shè)逃生通道和緊急出口。根據(jù)居住人數(shù)、生活和逃生需要至少設(shè)置2個(gè)扶梯，扶梯斜度應(yīng)不陡于50°;梯級(jí)高度應(yīng)不大于250 mm;寬度應(yīng)不小于800 mm;梯步板應(yīng)為防滑型,扶梯兩側(cè)應(yīng)設(shè)有安全扶手。如扶梯總長(zhǎng)度超過(guò)8 m，在中途應(yīng)設(shè)置過(guò)渡小平臺(tái)。

3.2 中層甲板（MIDDLEDECK）

主要用于布置電氣間、工作間、化驗(yàn)室、電池間、CO2間和庫(kù)房及生產(chǎn)水（含油污）處理系統(tǒng)。

3.3 下層甲板（LOWERDECK）

主要用于布置油（氣）處理系統(tǒng)、注水系統(tǒng)、應(yīng)急發(fā)電系統(tǒng)。油（氣）處理系統(tǒng)的設(shè)備靠近井口平臺(tái)的采油樹(shù)布置；應(yīng)急發(fā)電系統(tǒng)布置在安全通道附近靠近平臺(tái)甲板邊緣；注水系統(tǒng)的設(shè)備布置在平臺(tái)甲板工作點(diǎn)的范圍內(nèi)。

3.4 工作甲板（WORKINGDECK）

主要用于布置收發(fā)球筒橇、開(kāi)閉排系統(tǒng)、生活污水處理系統(tǒng)及消防泵和海水提升泵。

［1］《海洋石油工程設(shè)計(jì)指南》編委會(huì).海洋石油工程設(shè)計(jì)指南：第一冊(cè)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2009：390-461.

［2］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì).海上固定平臺(tái)安全規(guī)則［S］.北京：石油工業(yè)出版社，2000：63-65.

［3］ 房曉明，郝軍，魏行超.南堡35-2油田中心平臺(tái)應(yīng)用浮托法安裝新工藝實(shí)踐［J］.中國(guó)海上油氣，2006（2）：126-129.