海洋平臺滑移式海水提升裝置制作及安裝

王華生，羅漢華，王麗娜，宮小康

（中船黃埔文沖船舶有限公司，廣州511462）

1 前言

自升式海洋平臺在升降過程和站樁后，平臺各系統所需要的海水都是由提升裝置供給。滑移式海水提升裝置，主要由潛水泵塔和沖樁管導軌組成：潛水泵塔沿著沖樁管上的導軌進行上下滑移，通常潛水泵塔管長度約為40 m、沖樁管導軌長度約為100 m左右，如此長距離的滑移需要導軌和潛水泵塔擁有足夠的直線度和平面度才能順利進行。

本文針對滑移式海水提升裝置的的特點從沖樁管線的預制、潛水泵塔的預制、沖樁管線在樁腿分段上的預裝和合攏四個方面進行分析。圖1為海水提升裝置制作及安裝流程圖。

圖1 海水提升裝置制作及安裝流程圖 海水提升裝置制作及安裝流程

2 沖樁管線的預制

沖樁管預制的施工步驟和注意事項如下：

（1）預制胎架

如圖2所示：胎架間距為1m；胎架橫撐板及支撐板水平精度控制在±1 mm；胎架適用于沖樁管的對接、軌道板的裝配焊接及兩沖樁管線的連接固定；沖樁管到位后，利用支撐板2 夾緊管子，支撐板與管子間隙控制在1mm 內并點焊固定，防止對接焊接變形；管子對接結束后旋轉90°，利用支撐板1 進行軌道板的裝配定位。

圖2 胎架示意圖

（2）沖樁管對接

將沖樁管在胎架上對接。單根管子開單面30°V型坡口、留根 2 mm、對接裝配間隙2 mm；對接定位焊前利用支撐板2將管路點焊固定，同時在上部將管路壓緊進行氬弧打底焊接及CO2焊填充蓋面；焊后松胎進行精度測量、火工矯正，控制精度為直線度≤1.5 mm/m、全長≤3mm。

（3）軌道板裝配焊接

根據管子的分組，首先將與管子配合的軌道板對接，進行正反翻身逐層焊接；對接后焊縫磨平，要求精度為平整度±2 mm；將對接后的軌道板與相應的管子裝配；軌道板平放后重新測量精度，要求水平度為±3 mm、直線度為±4 mm，并利用支撐板1 點焊固定；安裝夾緊板后進行軌道板的對稱焊接，盡量減小電流電壓的輸入并控制焊角的大小；軌道板焊接后，需在松胎前對管子下邊進行預先的火工操作，從中間向兩邊分布進行，以減少松胎后的大幅度變形。

（4）松胎

當管線完全處于自由狀態后，將其垂直放置在胎架上，利用壓力或火工繼續進行矯正，以軌道板的三角整形及管路背面的點狀整形為主，按照由中間向兩邊的順序進行。

（5）對稱管線的連接、鍍鋅及接長

軌道板與支撐板1 點焊固定，將兩根預制好的管線利用8#槽鋼定位焊連接固定，槽鋼兩端與軌道板貼合與管子定位焊固定，連接的槽鋼距離兩端口200 mm、間距控制在2 m 左右；連接后復測軌道板平面度及直線度節點形式如圖4 所示；進行整體外出鍍鋅，鍍鋅后將分段的管線進行接長；將對接口兩端壓緊，先進行軌道板的對接焊，后進行管子的對接焊，精度控制如圖5 所示。

圖4 沖樁管預制完工狀態示意圖

圖5 軌道精度控制圖

（6）測量軌道板接長后的精度填入表1中

表1 焊接后的精度測量表

3 潛水泵塔管預制

4 沖樁管線在樁腿分段上的預裝

沖樁管分段預裝施工步驟和注意事項如下：

（1）最下層的樁腿分段建造完畢后，進行沖樁管線的預裝定位，利用工裝夾具臨時放置在相應樁腿分段上，待樁腿分段合攏后再利用下層管線基準進行最終的定位焊接；

（2）因樁腿合攏的最終精度控制為樁腿的直線度，所以安裝沖樁管線的基準點為樁腿上的點；

（3）注意支撐間距的定位尺寸與管線間距尺寸需一致，測量肘板中心點，通過切割/研配確保各肘板中心點在同一水平直線上；

（4）沖樁管線鋼絲總共為5條，如圖11所示：鋼絲線1與斜撐管的距離為303mm、鋼絲線2、4與斜撐管的距離為100 mm；鋼絲線1 用于校核軌道板內端與中心基準距離，鋼絲線2、3、4、5 用于校核軌道板的平面度；軌道板內端距離鋼絲線1為±3mm、兩軌道板距離鋼絲線2 和4為±3 mm。

圖11 沖樁管線鋼絲示意圖

5 沖樁管線在樁腿分段上的合攏

沖樁管線在樁腿分段上合攏的施工步驟和注意事項如下：

（1）最下層樁腿分段與樁靴合攏后，由樁腿分段的上口吊鋼絲垂線；

（2）以此5根垂直鋼絲線為基準，測量軌道板距離鋼絲線的距離，校核管線的垂直度和平面度。測量位置為管線支撐及兩斜撐管跨距中間，測量數值記錄在表3中；

表3 沖樁管線合攏焊接后的精度測量報告記錄表

（3）精度校核后完成管線及支撐的定位焊接；

（4）因管線支撐與管線焊縫較長且精度控制后可能產生裝配間隙，必須安裝角焊縫定位板，要求雙人對稱焊接、多位置同時施焊；

（5）后續管線合攏需在樁腿分段合攏焊接后進行。上層樁腿分段合攏后，以最底部的最初基準點吊垂線定位，定位的順序為由下往上；考慮到依靠拉鋼絲定位時的缺陷，當合攏更高層管線時，要求將最底部基準點向上轉移，但最多轉移兩次；精度測量位置為管線支撐及兩斜撐管跨距中間。精度校核后完成管線及支撐的定位焊接；

（6）因管線支撐與管線焊縫較長且精度控制后可能產生裝配間隙，必須安裝角焊縫定位馬板，同時要求多人對稱焊接、多位置同時施焊。管線全部合攏完畢后，方可碳刨去除管線上的加強連接板，由距離水平管最近的連接板開始間斷性去除，并調整最終精度；

（7）復核整個樁腿沖樁管導軌精度，控制標準如表4 所示。

表4 沖樁管導軌合攏后精度控制表

6 結束語

海水提升裝置在平臺升降過程中能否順利滑移，關系到平臺設備使用安全。以往海水提升裝置的潛水泵塔管和沖樁管的制作和安裝精度都是按照普通管子的要求來施工，導致海水提升裝置最后不能順利滑移，需花費大量的人力物力對其精度進行再調整；本文所述制作及安裝工藝在公司某海工自升式居住平臺得以實施，并取得良好試驗效果。該工藝實用性強、適用范圍廣，對有直線度、平面度要求的管系制作安裝具有重要的指導意義。