400ft海洋平臺樁腿滑移接樁工藝研究

侯勇，張敬，于鵬飛，王建才，吳弦，許明玉

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400ft海洋平臺樁腿滑移接樁工藝研究

侯勇，張敬，于鵬飛，王建才，吳弦，許明玉

（渤海裝備遼河重工有限公司，遼寧 盤錦 124010）

近年來，海洋石油鉆采裝備行業的發展受到國內外制造廠家越來越多的關注。針對400ft海洋平臺的結構特點，從工藝角度進行海洋平臺樁腿接樁方案的研究，結合400ft海洋平臺樁腿大長度、大重量、大空間的特性，打破常規的樁腿接樁方案，制定更加符合400ft海洋平臺樁腿接樁的工藝方案。主要通過樁腿分段建造、分段吊運、分段接樁、滑移導軌、定位合攏等工藝手段，依靠操作方便、安全可靠的工裝，確保400ft海洋平臺樁腿接樁工作的順利進行[1]。

400ft海洋平臺；樁腿；滑移接樁

海洋資源的開發日益重要，各大石油公司加大了海洋油氣上游投資的力度，淺海和中深海洋鉆井平臺市場出現回暖跡象。我國海洋石油鉆井裝備目前還處于初始階段，相關的裝備和工藝技術經過研發取得了長足的進步，特別是自升式平臺發展勢頭非常迅猛，成為各類平臺的主力軍，是國家海工裝備未來的發展方向。

1 海洋平臺接樁情況介紹

海洋平臺的建造是個繁雜而漫長的過程，海洋平臺的樁腿接樁工作是整個建造過程的關鍵點和難點，主要體現在其建造精度要求高，施工難度大，需要經過特別設計與考慮的工裝，才能保證樁腿接樁的精度要求。

300ft海洋平臺由于樁腿自身的尺寸和重量等特點，直接采用大型吊機和工裝配合就能滿足樁腿接樁的工作需要，而400ft海洋平臺樁腿尺寸和重量更大，400ft海洋平臺共有三根樁腿，每根樁腿長度約167 m，整體重量約1200 t，考慮到現場配套吊裝設備的限制，不可能采用整體吊裝的方式進行樁腿接樁工作，上述接樁方案已經不能滿足實際工作需求，必須研究新的工藝方法[2]。

2 400ft海洋平臺滑移接樁工藝研究

由于400ft海洋平臺樁腿的長度和重量等參數比較大，結合施工現場的實際情況，經過工藝人員研究分析，將400ft海洋平臺每根樁腿設計成6～8個分段，每個分段長度在19～25 m左右，重量在150～180 t不等。先采用樁腿分段單獨建造的方式完成所有樁腿分段的焊接工作，然后讓完成合攏的自升式海洋平臺下水，用自航起重船將運到舾裝碼頭的樁腿分段進行翻身，并吊裝到自升式海洋平臺甲板上的滑移導軌工裝上，利用滑移導軌工裝和滑移裝置的配合，將樁腿其他分段滑移到指定的安裝位置進行接樁焊接工作，最后再重復采用升船→滑移→定位→合攏→焊接的滑移接樁工藝方案，直至完成所有的樁腿分段的接樁工作。

400ft樁腿滑移接樁工藝方案如下。

（1）400ft自升式海洋平臺在船臺上進行大合攏，并將各個樁腿的第一分段、第二分段與樁靴進行焊接合攏；同時，將事先制造完成的滑移導軌工裝安裝到自升式海洋平臺甲板上的指定位置。以上工序經檢驗合格后，方可進行自升式海洋平臺下水工作。如圖1～圖3。

（2）待自升式海洋平臺整體下水后，為了樁腿接樁施工的需要，將海洋平臺的左舷側靠攏舾裝碼頭并用纜繩等做好固定，同時將650 t履帶吊車和100 t汽車吊移動到指定位置，為下一步工序的有效實施做好準備。如圖4所示。

圖1 滑移導軌工裝布置圖

圖2 滑移導軌工裝結構圖

圖3 萬向式滑移裝置

（3）為了節省作業時間和避免協助吊車的往復移動，在舾裝碼頭上滿足吊車作業的范圍內設置樁腿分段存放區和固定工裝存放區，利用650 t履帶吊車和100 t汽車吊協同完成單個樁腿分段由水平狀態到垂直狀態的90°翻身工作。如圖5所示。

圖4 平臺左舷靠岸示意圖

圖5 樁腿分段翻身

（4）樁腿分段完成90°翻身動作后，撤去100 t汽車吊。由650 t履帶吊車將處于垂直狀態的樁腿分段吊運到指定位置，按照工藝方案的要求，利用樁腿固定工裝將樁腿分段安裝到滑移導軌工裝的相應位置上，確保樁腿分段與滑移導軌工裝固定牢靠。如圖6所示。

（5）重復（4）所述步驟，利用650 t履帶吊車依次將另外兩個圍井所需的樁腿分段吊放到自升式海洋平臺甲板上的滑移導軌工裝上，并分別用固定工裝將樁腿分段和滑移導軌工裝固定牢靠，為下一步樁腿分段的滑移工作做好準備。如圖7所示。

圖6 樁腿分段上船示意圖

圖7 固定樁腿分段與滑移導軌

（6）按照工藝方案的要求，將已經上船的樁腿分段依次滑移到各圍井的指定位置，并檢查固定工裝是否牢靠。對于左舷和舷首部位的圍井來說，可以利用固定在滑移導軌工裝端部的5T氣動絞車拉動樁腿分段直接到相應圍井的指定位置；右舷側的樁腿分段滑移時，需要進行一次折線滑移方可使樁腿分段滑移到指定位置。如圖8所示。

（7）將3個樁腿分段滑移到各圍井的指定位置后，檢查各樁腿分段固定是否牢靠，無異常方可進行平臺升船操作，將船整體上升到樁腿分段合攏口低于滑移導軌工裝上表面300～500 mm，如圖9所示。

（8）升船操作完成后，按照工藝方案的要求，將樁腿分段滑移到合攏口之上，并將上下兩個樁腿分段的合攏口進行對中粗調，直至達到工藝方案的精度要求，如圖10所示。

圖8 樁腿分段在平臺上滑移到預定位置示意圖

圖9 平臺升船示意圖

圖10 樁腿分段滑移對正定位示意圖

（9）上述各操作達到工藝方案的要求后，將平臺進行整體降船操作，降到兩個樁腿分段的對正位置處并進行相互咬合檢驗，并對兩個樁腿分段合攏口的對中進行精調，達到工藝方案要求的精度值，然后對樁腿分段進行固定。

（10）對已經完成樁腿分段對中精調的合攏口進行焊前報驗，為樁腿接樁的焊接工作做好準備。到此400ft海洋平臺單個樁腿分段的接樁工藝全部完成，采用相同的工藝方法完成后續樁腿分段的接樁工作。

圖11 萬向式折線滑移接樁現場試驗

3 結語

樁腿轉向滑移接樁工藝在400ft自升式鉆井平臺樁腿建造中首次應用，工藝是對現在普遍采用的樁腿接樁工藝的技術改進。這種工藝方法適合400ft自升鉆井平臺樁腿的水下合攏工作，可滿足單座或者多座平臺的同時建造工作。采用這種工藝方法對樁腿進行接樁工作，即取消了大噸位自航起重船的使用，可有效降低平臺的建造成本、縮短建造周期，同時也可以很好地保證樁腿對接的精度要求，整個操作過程安全可靠。

[1]中國船級社. 海上移動平臺入級與建造規范[S]. 北京：人民交通出版社，2005.

[2]黃俊宏. 自升式平臺樁腿的建造原則工藝分析[J]. 船舶工程，2010（32）：15-17.

[3]楊建平. 自升式井架計算分析及拉力試驗[J]. 機械研究與應用，2016，29（04）：129-132

Research on Pile Technology of 400ft Offshore Platform Pile Leg Slip Joint

HOU Yong，ZHANG Jing，YU Pengfei，WANG Jiancai，WU Xian，XU Mingyu

( China Petroleum Liaohe Equipment Company, Panjin124010, China )

In recent years, the development of offshore oil drilling and production equipment industry has been paid more and more attention by domestic and foreign manufacturers. In this paper, according to the structural characteristics of 400 ft offshore platform, the pile-leg connection scheme of offshore platform is studied from the technical point of view. combined with the characteristics of large length, large weight and large space of 400 ft offshore platform, the conventional pile-leg connection scheme is broken, and the process scheme more in line with the 400 ft offshore platform pile-leg connection scheme is formulated. Mainly through the pile leg section construction, section lifting, section pile, sliding guide rail, positioning closed and other technical means, rely on convenient operation, safe and reliable tooling, to ensure that the 400 ft offshore platform pile leg connection work smoothly.

400ft offshore platform；leg；slip joint pile

TE52

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.05.019

1006－0316 (2018) 05－0072－04

2017－07－05

中國石油渤海石油裝備制造有限公司《CP400自升式鉆井平臺研制》（Y-12M000216）

侯勇（1974－），男，四川武勝縣人，工程師，主要從事石油鉆采設備、海洋工程建造工藝的研究工作；張敬（1978－），男，山東曹縣人，高級工程師，主要從事石油鉆采設備的研究工作。