緩沖裝置LMU陸地安裝方法設計及實踐

劉 超 李 挺 鹿勝楠

(海洋石油工程(青島)有限公司 山東青島 266520)

緩沖裝置LMU陸地安裝方法設計及實踐

劉 超 李 挺 鹿勝楠

(海洋石油工程(青島)有限公司 山東青島 266520)

劉超,李挺,鹿勝楠.緩沖裝置LMU陸地安裝方法設計及實踐[J].中國海上油氣，2016,28(5)：120-123.

Liu Chao,Li Ting,Lu Shengnan.Design and practice of an onshore installation method for the buffer device LMU[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(5):120-123.

緩沖裝置LMU是大型組塊浮托安裝中必不可少的一個裝置，常規的LMU安裝方法是通過浮吊吊裝的方式安裝在海上就位的導管架的腿上，花費相對較高，并且受到氣候窗口的影響，存在一定的安全隱患。為了降低海上施工的費用和安全風險，設計了一種新的LMU陸地安裝的方法，并研發了一套輔助安裝框架。該方法是利用安裝框架作為支撐，通過滑移框架在安裝框架上進行LMU滑移提升安裝。HZ25-8 DPP大型組塊的安裝實踐表表明，本文方法具有操作簡便快捷，人力投入少，作業風險低等特點，能夠滿足工程項目的需求。

緩沖裝置；陸地安裝；安裝框架；滑移框架；滑移提升；HZ25-8 DPP組塊

受到浮吊能力的限制，萬噸級以上的海洋平臺一般采用浮托法進行安裝，因此緩沖裝置(LMU)是必不可少的[1]。LMU為樁腿對接耦合裝置，位于組塊立柱與導管架對接處，在組塊與導管架的對接過程中能夠起到緩沖剛性碰撞作用，是保證浮托安裝成功的關鍵部件。LMU都是在國外設計建造，其質量在35 t左右，以往是在導管架海上安裝完成之后，再由浮吊在海上將LMU安裝在導管架的樁腿上[2]。海上安裝LMU的施工需要動用浮吊，花費較高，并且受到氣候窗口的影響，存在一定的安全隱患。

為了減少海上施工的費用和安全隱患，在實際建造過程中如何方便快捷地將重達35 t左右的LMU安裝到組塊主立柱上，成為施工單位所關注的問題[3-5]。本文選取典型的橫向裝船組塊作為分析對象，組塊前端的立柱下方有滑道塊作為障礙物，而后端的立柱下端沒有滑道塊作為障礙物，設計了一種新的LMU陸地安裝方法，并研發了一整套輔助安裝框架，利用場地現有的平板車加倒鏈微調的方法進行運輸安裝，這種安裝方法涵蓋了所有LMU的陸地安裝，能夠極大地節省人力，降低安全風險，已成功應用于8個HZ25-8 DPP組塊的LMU陸地安裝。

1 LMU陸地安裝方法設計

常規的LMU安裝方法是將LMU放置在平板車上并固定好，使用平板車將LMU直接運輸至組塊立柱的下方，然后通過在組塊的立柱上焊接提升吊點，使用至少3根20 t以上的倒鏈將LMU與組塊的提升吊點進行連接提升，調平完成LMU的安裝。此種安裝方法由于LMU的提升距離較大，投入的人力較多，需要6人長時間的操作倒鏈，并且時刻注意控制倒鏈的平衡，容易產生疲勞。

對于在滑道塊上方的LMU，由于滑道塊已經提前放置就位，取出后無法將滑道塊恢復，因此需要將LMU放置到滑道塊的上方進行安裝。由于LMU的質量達到35 t左右，滑道塊的高度為2.8 m，利用叉車和平板車不能將LMU放置到滑道塊上，只能通過吊機吊裝至滑道塊上，但是上方有組塊的阻擋，吊機又不能將LMU放置到組塊立柱的下方，只有通過吊機將LMU放置到滑道的前端的小滑靴上，并通過滑移的方式將小滑靴及LMU滑移至組塊立柱的下方，然后提升進行安裝，完成之后再將小滑靴滑移出組塊下端。此種安裝方法耗時耗力，存在較大的安全隱患，而且有一個安裝和拆除滑移小滑靴的過程，滑移距離較長需要布置卷揚機，提升的距離也較大，投入的人力較多，對操作人員的要求較高。

針對常規的處在滑道塊上方及非滑道塊上方的LMU安裝的問題，本文設計了一種新的LMU陸地安裝方法，并研發了一套LMU陸地安裝的輔助安裝框架，包括支撐框架、坦克車、滑移框架等，其設計簡圖見圖1。該安裝框架的頂面為2條帶有限位結構的軌道，整個安裝框架的一端坐落在平板車上，另一端為懸臂結構，伸出平板車的邊緣，可以放置在滑道塊上，形成一個簡支結構；在安裝框架的上方放置坦克車，坦克車上方放置滑移框架，通過倒鏈操作滑移框架，由于坦克車的存在，滑移框架的移動變為滾動，因此使用較小的力就能夠使重達35 t的LMU移動，能夠較為簡便地使滑移框架在安裝框架的軌道內來回滑動，使用起來較為方便，能夠節省人力，減少安裝的時間。

圖1 本文設計的LMU陸地安裝框架

LMU陸地安裝的主要步驟如下：

第1步,準備平板車。

第2步,將安裝框架放置在平板車上，其中前端為懸臂結構，伸出平板車，在安裝框架的另一端壓載配重塊，配重量約20 t，防止安裝框架傾覆(圖2)。

第3步,在安裝框架的上端指定位置放置4個承載力為240 kN的坦克車(圖3)，坦克車的放置位置與滑移框架的擺放位置相適應。

第4步,在坦克車的上方放置滑移框架，滑移框架與坦克車的位置相適應，并與坦克車做簡單固定。

圖2 本文設計的LMU裝車形式

圖3 本文設計的LMU安裝框架上坦克車

第5步,利用吊機將LMU吊裝至滑移框架的上方，并作固定，要求固定的形式為可拆卸。

第6步,平板車行駛至組塊的下方。對于組塊立柱下方有滑道塊阻擋的情況(圖4)，平板車行駛至滑道塊邊上，將安裝框架懸臂端的支架放置在滑道塊上，在安裝框架與滑移框架之間用倒鏈連接[6]，在安裝框架的上方通過坦克車移動滑移框架，將LMU移動至組塊立柱的下方，懸掛組塊與LMU之間的倒鏈，將LMU提升調平安裝。對于組塊立柱下方沒有滑道塊阻擋的情況(圖5)，平板車運載LMU直接行駛至組塊立柱的正下方，懸掛至少3根20 t的倒鏈，將LMU提升調平安裝至組塊立柱的下端。

圖4 本文設計的立柱下方有滑道塊的LMU安裝

第7步,通過實際測量，確認組塊的整體尺寸滿足要求，完成LMU與立柱的焊接。

圖5 立柱下方無滑道塊的LMU安裝

2 HZ25-8 DPP組塊LMU陸地安裝實踐

本文設計的LMU陸地安裝方法成功應用于8個HZ25-8 DPP組塊的陸地安裝(圖6)。HZ25-8 DPP組塊LMU直徑2 000 mm，厚度3 300 mm，單個質量35 t。 在HZ25-8 DPP組塊的實際安裝過程中，使用了較少的人力，利用了1臺平板車和一個安裝框架，僅需要提升較小的高度，在10 d內就完成了8個組塊的LMU安裝，整個安裝過程簡單方便，經濟有效，且安裝精度及安全可控，得到了業主的認可。對于HZ25-8 DPP組塊立柱下方LMU的安裝，分別通過調整平板車的位置即可實現無滑道塊、有滑道塊以及有垂直方向的滑道塊的安裝。

通過總結HZ25-8 DPP組塊的實際安裝經驗，安裝過程中需要注意以下事項：

1) 在組塊的立柱下方搭設腳手架操作平臺的高度，在滿足焊接要求的前提下應盡可能地靠近立柱底面，這樣能夠最大限度的減少倒鏈提升的距離，降低操作難度。

圖6 HZ25-8 DPP組塊LMU陸地安裝

2) LMU上需要至少焊接3個20 t以上的吊點，可以在LMU外筒預制時就焊接上，如果是在LMU預制完成后再焊接，吊點的焊接位置則需要避開LMU內部橡膠部位，防止焊接過程中將內部的橡膠部分損壞，從而破壞LMU。

3) 安裝框架的設計高度需要綜合考慮平板車的高度、LMU的高度、預留的安全空間以及倒鏈操作的最小空間，高度之和等于立柱與地面的距離。

4) LMU安裝之前需要進行安全分析會，與使用方進行技術交底，確保使用方了解操作流程，保證安全。

3 結束語

實踐證明，LMU陸地安裝能夠極大地節省時間和費用，已經被越來越多的項目所采用。本文設計的LMU陸地安裝方法為國內首創，研發的輔助安裝框架可以滿足工程項目的需求，為后續項目提供了可借鑒的經驗。

[1] 《海洋石油工程設計指南》編委會．海洋石油工程設計指南[S].北京：石油工業出版社，2011

[2] 中國海洋石油總公司.SY/T 10030-2002 海上固定平臺規劃、設計和建造的推薦做法——工作應力設計法[S].北京：石油工業出版社，2003

[3] American Institute of Steel Construction,Inc.Load and resistance factor design specification for structural steel buildings [S].2001

[4] 孫東昌，潘斌．海洋平臺模塊化設計與建造的研討[J].中國海洋平臺，2000，15(1)：26-27. Sun Dongchang,Pan Bin.The study on modular design and construction of offshore platform[J].China Offshore Platform,2000,15(1),26-27

[5] 中國船級社．鋼質海船入級規范[M].北京：人民交通出版社，2006． [6] 高順德，王英豪,周峰，等．基于相似模型試驗的海洋平臺大噸位上部組塊提升系統[J].中國工程機械學報，2012，10(1)：86-92. Gao Shunde,Wang Yinghao,Zhou Feng,et al.Large-tonnage topside lifting system of offshore platform based on similar model testing[J].Chinese Journal of Construction Machinery,2012，10(1)：86-92.

(編輯：葉秋敏)

Design and practice of an onshore installation method for the buffer device LMU

Liu Chao Li Ting Lu Shengnan

(ChinaOffshoreOil(Qingdao)EngineeringCo.,Ltd.,Qingdao,Shandong266520,China)

The buffer device LMU is an essential unit required in float-over installation of large topsides. LMU is conventionally installed on legs of an offshore jacket by a floating crane, which costs a lot and has potential safety hazards because of the varying climate. In order to cut down the cost and mitigate the risk, a new method for LMU onshore installation to the topside was designed, and an installation frame was developed as a supporting device. A sliding frame is designed and placed on the installation frame for LMU sliding and lifting. Successfully used on HZ25-8 DPP, this method was proved to be easy and safe to operate and need less manpower, and also be able to meet the needs of engineering projects.

buffer device; onshore installation; installation frame; sliding frame; sliding and lifting; HZ25-8 DPP topside

劉超，男，高級工程師，2008年畢業于哈爾濱工程大學，獲碩士學位，主要從事船舶與海洋工程結構加工設計工作。地址：青島開發區連江路492號(郵編：266520)。E-mail：liuchao3@mail.cooec.com.cn。

1673-1506(2016)05-0120-04

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.05.020

TE951

A

2016-02-24 改回日期：2016-05-25