海洋平台大型模块整体安装技术王玮 摘要：大型海洋工程居住模块整体安装是一项复杂的工艺，需要综合考虑诸多方面因素海洋平台对其整体安装方案进行了详细设计，并对模块的整体吊装强度进行了计算和分析，得到模块整体结构在吊装前和吊装时各构件的应力与变形水平，进而得到结构因吊装引起的应力与变形通过对计算结果进行分析和研究，对该生活模块整体结构特点和吊装时的结构强度、吊装方案、临时加强措施等进行分析总结，进一步合理提出安装优化方案关键词：随着人类对石油能源的日益需求，海洋石油工业得到了快速地发展，向深海油气资源进行开采的步伐也不断地加快海洋平台越来越趋于综合化、大型化、重型化，仅仅只是单个平台的上部组块质量就可达到2000-1000t以上，海洋平台模块质量的增长速度远远超过了海上起重能力；因此，过去的那种在海上进行设备安装施工已经远远不能满足大型海洋平台的要求而海上安装的巨额成本和钻井区域水深的限制迫使世界各大石油公司纷纷寻找较为经济、行之有效的海洋平台安装技术海洋平台大型模块整体安装技术特点大型海洋平台模块整体安装技术是指不在海上起吊对接，而是在陆上安装好所有平台的生产设备。
首先在岸上预制出平台整体，然后再将桩基固定，再用驳船进行安装、拖运，也被称为浮托安装法与其他的安装方法相比，浮托安装法只需要使用必要的对接装置和定位装置，再加上普通的运输驳船配合即可完成平台的海上安装浮托法起重能力较大，耗时短，成本低，受其他因素制约少浮托安装技术已经有了多年的应用历史，由于其载运量大且组块连接调试时间短，目前已是海洋工程建设的重要技术手段浮托安装技术的主要特点如下1.与传统的吊装法相比，这种安装技术大幅度减少了海上连接调试设备的时间，有效解决了超重组块、超大组块海上安装施工的问题；同时，还避免传统吊装法所带来的繁琐作业程序2.在陆上就已经全部安装好平台模块所需生产设备；同时也在陆地上全部预制出了平台的上部模块3.适用于浮吊无法进入的浅海海域，且对于质量达到万吨以上的海洋平台依然有效4.可根据具体的设计要求和安装需要来优化设计大型海洋平台的导管架，驳船可驶入导管架的开口处；同时，对于大开口导管架需要进行特殊的设计5.一般先进行平台安装设计,选用安装驳船,再进行平台导管架设计6.平台导管架根据安装需要和设计要求进行设计、优化,浮托法需要特殊设计的大开口导管架,导管架的开口处可以允许驳船驶入。
7.平台上部模块全部在陆上预制,模块上所需要的生产设备全部在陆上安装好8.可以进行万吨以上平台的海上安装二、漂浮安装法漂浮安装法有2种,漂浮法和顶升法1.漂浮法漂浮法是在平台上部模块及所有需要的生产设备在陆上预制装配好以后,通过滑轨将预制好的平台上部模块移至驳船上,由驳船拖至预制好的导管架处,找正平台上部模块与导管架的安装位置,驳船快速压载、下沉,实现平台上部模块与导管架的对接待对接完毕,平台上部模块的重量载荷完全转移到导管架上,驳船继续压载后驶离,由海上工程船将上部模块与导管架焊接成一体2001年5月在Philippines成功安装的Malampaya平台上部模块,其重量达11500t,海上安装调试全部完毕仅用了12h.2.顶升法由2艘带有大功率卷扬机和举升刚臂的驳船进行安装的方法称为顶升法,平台导管架无须特殊设计顶升法的安装重量可达6000t顶升法安装时,平台上部模块由1艘驳船拖航至导管架附近,再由2艘带有大功率卷扬机和举升刚臂的驳船将平台上部模块从两侧举起,缓慢前移至导管架上部,通过举升刚臂完成平台上部模块与导管架的对接生产设备都在陆上安装好在完成平台上部模块与下部组块的对接后,就可进行生产设备的调试与试运行。
二、大型海洋平台组块整体安装的关键技术平台浮托安装的关键因素包括平台通过滑道从码头滑移牵引装船、平台装船以及就位过程中驳船压载水的调节、平台下沉就位等由于平台浮装技术复杂，难度高，一旦考虑不周出现技术事故，如船倾斜造成平台倾覆或平台就位时倾斜等，将会造成巨大损失为此，一般先通过计算机或海洋工程水池进行仿真试验，对整个平台滑移装船和下沉就位过程进行模拟，这样就可以充分掌握整个过程中出现的问题，在此基础上进行改进、完善，直到完全成功，以保证实际实施过程万无一失1.驳船的随机运动响应分析在平台滑移装船过程中，应使驳船的甲板面与码头平齐，精确地计算驳船的压载水及排水量以调节船的吃水深度平台拖运到安装地点后，应对驳船进行精确定位以便准确就位；因此，必须对平台装船过程中的驳船进行运动响应分析2.驳船压载水及排水量的调节技术平台就位下沉的过程是依靠即时潮差和驳船压载来实现的，其中驳船压载下沉是平台顺利安装就位的主要环节若要达到均匀下沉量，则应精确计算船的压载水量，准确设计驳船压载过程3.驳船的精确定位及阻晃技术由于船是浮在海面上的，在海洋环境载荷（特别是波浪）的作用下，船会产生６个自由度的运动其中对平台就位影响最大的是驳船的横摇运动，若横摇大了，平台不好对桩，即使对上桩，各桩受力也不均匀，造成一边的桩受力，另一边的桩不受力，这是很不利的；所以，减小横摇运动对平台就位非常重要。
驳船的垂荡运动对平台就位影响也较大，若垂荡运动大，平台与桩对接时对桩的冲击力大，容易造成导管架的损伤4.平台通过滑道从码头滑移牵引装船,平台装船以及就位过程中驳船压载水的调节,平台下沉就位等由于平台浮装技术复杂、难度高,一旦由于考虑不周出现技术事故,如船倾斜造成平台倾覆或平台就位时倾斜等,将会造成巨大损失为此一般先通过计算机或海洋工程水池进行仿真试验,对整个平台滑移装船和下沉就位过程进行模拟,这样可以充分掌握整个过程中出现的问题在此基础上进行改进、完善,再仿真,再完善,直到完全成功,以保证实际实施过程的万无一失1)驳船的随机运动响应分析在平台滑移装船过程中必须使驳船的甲板面与码头平齐,平台拖运到安装地点后,要准确就位,对驳船进行精确定位因此,必须对平台装船过程中的驳船进行运动响应分析2)驳船压载水及排水量的调节技术要将平台安全滑移装船,就必须使驳船的甲板面与码头平齐,因此,必须对平台装船过程中的驳船进行运动响应分析,精确计算驳船的压载水及排水量以调节船的吃水深度,使驳船的甲板面与码头平齐平台就位下沉的过程是依靠即时潮差和驳船压载来实现的,其中驳船压载下沉是平台顺利安装就位的主要环节要达到均匀下沉,则要精确计算驳船的压载水量,准确设计驳船压载过程。
3)驳船的精确定位及阻晃技术平台拖运到安装地点后,要准确就位,必须对驳船进行精确定位对平台就位影响最大的是驳船的横摇运动,横摇大了,平台不好对桩,即使对上桩了,各桩受力也不均匀,造成一边的桩受力,另一边的桩不受力,这是很不利的所以,减小横摇运动对平台就位非常重要4)平台就位锚泊系统布置的优化要实现平台就位过程的驳船精确定位,合理的锚泊系统布置是必不可少的,可在锚泊动力分析的基础上进行锚泊系统的优化5)平台安装用特殊设备及驳船的开发大型双体驳船可用于导管架平台的安装,避免导管架设计成大开口的形式,也可用于未来张力腿平台及单柱体平台大型模块的海上安装平台海上安装用的大型液压设备的开发大型起重船的紧缺以及大型平台模块吊装高昂的安装费用迫使人们寻找经济的替代方法传统的平台部模块安装是采用浮吊进行海上模块化吊装的此方法受到海洋外部环境、浮吊载重量及施工海域的水深条件等限制,致使平台的建造工期长,经济效益差,导致海上油田开发的工程建造费用投资大参考文献;［１］杨英亮，张超，宫慧，等．海洋模块钻机利用不同浮吊安装的几种模块划分方案．机械工程师，2014［３］赵园涛．海洋石油平台整装中的提升与．建筑施工，2013[1]周庆,李风波,向小斌,等.海洋模块模块整体吊装强度分析.船海工程,2016 -全文完-。