主作業船靠近平臺帶纜的設計與應用

李盼 吳育才 李彤濱 郭磊 劉斌 海洋石油工程股份有限公司

為保證安全、質量的情況下完成導管安裝工作，完善起重起重船在導管架樁腿帶纜工況下的錨泊計算方法，導管架海上安裝順利開展，使該項技術革新擁有較好的適應性及發展前景。此方案的計算方法，為后續海上施工提供了可借鑒的成功經驗、理論支持和實踐基礎。

1.項目介紹

某綜合調整項目兩座導管架均在老平臺附近安裝，主作業船錨位受限較大。且老平臺正在進行修井工作，有鉆井船正位于主作業船的錨纜設計位置。鉆井船在位影響主作業船拋錨將導致導管架施工受到影響。主作業船與平臺帶纜輔助錨泊的設計使用高強度尼龍纜與主作業船錨機相連，系固在老平臺樁腿處，用以替代工作錨。該方案通過對浮吊錨泊進行受力分析，將帶纜受力代入老平臺整體強度和帶纜位置局部強度的分析，證實老平臺結構和樁基強度滿足要求。導管架海上安裝順利開展。

2.帶纜技術的設計及應用

施工技術難點為起重船的原計劃錨位有兩根錨纜（右舷船尾處）被老平臺和鉆井平臺阻攔（標紅區域）。如圖1。

（1）具體方案：老導管架帶纜方案。

圖1 錨位影響示意圖

圖2 帶纜位置選擇

帶纜位置選擇（如圖2），1、2兩處主腿內沒有打入鋼樁，不能承受過大外力，標3處主腿內已經打入鋼樁，理論上可以承受一定的外力，最終決定起重船在標3主腿處進行帶纜作業。

調整一根錨纜的拋出方向角度，可使其避開老平臺的阻攔。將無法避開的錨纜用拖輪帶出至老平臺。帶纜主腿位置，位于走道下方1米處。帶纜所用高強纜破斷力220噸，規格直徑60mm，長度120m（雙用，破斷力440噸）。（如圖3）

圖3 帶纜細節設計方案

圖4 導管架桿件間計算結果顯示

（2）錨泊計算方法。

根據主作業船的性能參數及錨纜參數進行不同工況的錨位計算分析。待機工況、作業工況設定環境載荷（有義波高、波浪周期 Tp、風速、流速等不同選取）。

由于待機工況的環境載荷要求更加嚴格，所以計算待機工況的結果即可涵蓋作業工況的輸出載荷。經MOSES計算，完整工況錨纜受力結果如下表（單位噸），其中P4為系與老平臺主腿的錨纜，完整工況下P3錨纜受力最大為156.2噸,可得380/156.2=2.43。

破斷工況，最大破斷工況錨纜受力結果如下表（單位噸），當P3錨纜破斷時，P4錨纜的受力最大為246.51噸，可得380/246.51=1.54，滿足規范要求。錨泊計算結果表明，起重船在平臺主腿帶纜的工況下，錨纜受力滿足規范要求。

注：規范要求，完整工況下載荷的安全系數為2.0，破斷工況下載荷的安全系數為1.43。

3.1.2.Breakdown voltage of pulse arc discharges in serial

（3）老平臺主腿強度校核。

在對主作業船錨纜強度進行校核后，也需要對WGPA平臺帶纜的主腿進行相應的強度校核，以確保在施工過程中平臺的運轉安全。

錨泊計算結果顯示最大錨纜力為246.51噸，即帶纜主腿承受的拉力。應用SACS軟件校核主腿強度，在帶纜主腿處施加246.51噸拉力，拉力方向為30度，風浪流等環境載荷在SACS模型中輸入。結果滿足要求。

SACS模型包含導管架、平臺的整體結構，在模型中輸入相應環境載荷（起重船待機工況載荷），并將平臺整體自重、環境載荷與纜繩拉力進行組合，計算用耦合力=平臺自重+環境載荷+纜繩力。經計算，帶纜主腿UC值最大為 0.77，內部鋼樁最大UC值為0.37，均小于1.0滿足帶纜方案使用強度要求。且帶纜主腿及內部鋼樁UC值滿足要求。

通過對此拋錨方案的理論驗證，對主作業船的MOSES錨泊計算與老平臺導管架帶纜主腿強度SACS計算可以得出：主作業船自身錨纜及懸掛高強纜強度滿足設計方案要求；老導管架帶纜主腿滿足帶纜強度要求。

3.結論

（1）技術成果。

（2）經濟成果。

鉆井船在位影響拋錨無法進行導管架安裝將影響項目整體工期約2個月。如果鉆井船避讓主作業船，將影響油田產量。主作業船與平臺帶纜輔助錨泊的設計完美解決了此問題實現雙贏，在風險可控的情況下，完成了導管架安裝工作。

該施工方案的實施提供了可靠的理論基礎與安全保障，在理論基礎的支持下，該拋錨方案也在主作業船實際施工中得以順利實施。此方案不僅克服了施工困難，使導管架施工工期未受鉆井平臺影響，更保障了項目整體生產計劃。同時也驗證了計算結果的可行性與合理性。

此方案的計算模擬方法，為今后海上施工提供了可借鑒的成功經驗、理論支持和實踐基礎，也為今后起重船的拋錨就位方式提供了一種新的解決辦法。