CN102582786A - 深海浮式平台的建造工艺 - Google Patents

Abstract

一种深海浮式平台的建造工艺，包括以下步骤：一：在滑道上分别建造硬舱圆环上半段、硬舱圆环下半段；二：在圆环上半段的四周安装提升装置；三：连续提升硬舱圆环上半段至设定位置；四：将硬舱圆环下半段与硬舱圆环上半段进行合拢对接成一圆环总段；五：将圆环总段滑移出安装位置；六：重复上述第二至第五步骤直至将数个圆环总段建造完成；七：将数个圆环总段合拢，并连接成一整体硬舱；八：将桁架和软舱分别安装在位于滑块上的滑靴上；九：对接合拢，完成浮式平台的主体建造。本发明提高了平台的建造精度，缩短工期；而且建造过程受环境(风)载荷作用小，降低了对场地空间要求，为深海资源开发提供重要的技术支持。

Description

深海浮式平台的建造工艺

技术领域

本发明涉及平台的建造方法，尤其涉及一种适用于深海油气开发的深海浮式平台的建造工艺，属于海洋工程领域。

背景技术

浮式(Spar)平台能够很好地满足深度为500m至3000m水域中石油的生产和储存，已经逐渐变成最具有吸引力和发展潜力的平台形式之一，尤其是第二代桁架式浮式(Truss Spar)平台，更是当今海洋工程的主流。

目前，第二代桁架式浮式(Truss Spar)平台建造的难点在于硬舱的建造。硬舱的建造通常是将其划分为多个圆环总段分别进行建造，然后，再进行圆环总段间的对接。硬舱圆环总段的建造主要有两种模式，以当今建造浮式(Spar)平台的两大公司命名，即：德克尼普(Technip)模式和麦克德莫特(McDermott)模式。模式的形成与各公司所属建造工厂吊装设备的类型及其能力有很大关系。

其中，德克尼普(Technip)模式的Truss Spar平台的主要建造方法是：

(1)将一个圆环总段分为若干分段分别进行建造(分段数量大于4，一般为8个)；

(2)在组装滑道上拼装出下部总段；

(3)利用平板车将在其它处拼装并在外板上安装了起吊支架的上部总段运往组装滑道区，并使用固定桅杆吊将上部总段吊起；

(4)再将下部总段拉至其下方，对准后焊接，这样就建成了一个圆环总段。

另一种：采用麦克德莫特(McDermott)模式建造圆环总段的Truss Spar平台的主要建造方法是：

(1)将圆环总段划分为四个大型分段进行建造；

(2)在组装滑道上使用履带吊先吊装底部的分段；

(3)然后是左右两侧的分段；

(4)最后，吊装顶部的分段。

上述建造方法主要是取决于建造场地的吊装设备，硬舱建造过程中分段以及总段的数目决定着建造方案、工艺以及工期。随着油气开发不断向深海发展，硬舱圆环以及总段体积则越来越大，硬舱圆环建造过程中分段则会越来越多。由于在上述建造方法中，硬舱圆环分段数目较多，硬舱圆环总段建造吊装工作尤其显得繁重，建造过程还易受环境(风)载荷的影响，因此，建造精度较难控制。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种深海浮式平台的建造工艺，其可以实现平台主体结构的建造，提高了平台的建造精度，缩短工期；而且建造过程受环境(风)载荷作用小，同时，降低了对场地空间要求，为深海资源开发提供重要的技术支持。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

一种深海油气开发的深海浮式平台的建造工艺，包括以下步骤：

第一步：在滑道上分别建造硬舱圆环上半段、硬舱圆环下半段；

其特征在于：建造过程采用以下步骤：

第二步：在圆环上半段的四周安装提升装置；

第三步：启动提升装置工作，连续提升硬舱圆环上半段至设定位置；

第四步：将硬舱圆环下半段与硬舱圆环上半段进行合拢对接成为一圆环总段；

第五步：将圆环总段滑移出安装位置；

第六步：重复上述第二至第五步骤直至将数个圆环总段建造完成；

第七步：将数个圆环总段合拢，并将数个圆环总段连接成一整体硬舱；

第八步：将桁架和软舱分别安装在位于滑块上的滑靴上；

第九步：将硬舱、桁架和软舱进行对接合拢，完成浮式平台的主体建造。

所述第一步中，在建造硬舱前，先在滑道上布置滑块，滑块上布置滑靴，并在滑靴上安装硬舱支撑结构；硬舱圆环上半段、硬舱圆环下半段在硬舱支撑结构上建造。

所述提升装置包括：数组相互对应的提升塔架、分别安装在相互对应的每两组提升塔架之间的提升横梁以及安装在提升横梁上用于提升硬舱圆环分段的提升支架组成，每组提升塔架的顶端至地面之间连接有固定钢丝绳，且每组提升塔架顶端的平台上安装有拉力千斤顶。

所述数个硬舱圆环总段是利用设在硬舱圆环总段下部的滑靴，对硬舱圆环总段进行对接合拢，以组成一个完整的硬舱。

所述第四步的具体步骤是：

①在硬舱圆环下半段的下部安装滑移装置，滑移硬舱圆环下半段到硬舱圆环上半段正下方，然后，就位；

②再次启动提升装置，提升硬舱圆环上半段，同时，滑移调节硬舱圆环下半段，使上下两部分精确合拢；

③将硬舱圆环上半段及硬舱圆环下半段连接为一圆环总段。

所述第四步中的滑移装置为拖拉千斤顶。

所述第九步中，对接合拢的顺序为：先将桁架与软舱进行合拢或整体建造后，再与硬舱总段进行对接合拢。

本发明的有益效果是：

1、本发明由于采用提升装置提升硬舱分段，实现了硬舱圆环总段的建造，采用滑移装置实现了硬舱、桁架和软舱的整体结构合拢，提高了建造精度。

2、本发明由于采用提升装置实现载荷分配与控制，保证结构受力安全，受力合理。

3、实现了第二代桁架式浮式(Truss Spar)平台，其主体结构主要部分的分开建造，缩短建造工期，降低施工成本。

4、实现了第二代桁架式浮式(Truss Spar)平台主体结构大段的整体合拢，减少了吊装次数，降低了履带吊机的使用次数。

5、实现了第二代桁架式浮式(Truss Spar)平台主体结构建造，节约土地资源，提高滑道利用率。

附图说明：

图1为本发明主体结构示意图。

图2为本发明提升装置结构示意图。

图3为本发明硬舱在滑道上建造支撑结构示意图。

图4为本发明软舱在滑道上建造支撑结构示意图。

图5为本发明平台主体结构在滑道上的布置图。

图6为本发明硬舱圆环M1上部分提升建造示意图。

图7为本发明硬舱圆环M1建成示意图。

图8为本发明硬舱圆环M2建造示意图。

图9为本发明圆滑总段建成示意图。

图10为本发明平台整体待合拢示意图。

图11为本发明平台整体合拢示意图。

图中主要标号说明：

1硬舱、2桁架、3软舱、4拉力千斤顶、5钢丝绳、6塔架、7横梁、8支架、9硬舱圆环上半段、10硬舱圆环下半段、11硬舱支撑结构、12滑靴、13滑块、14软舱支撑结构、15滑道、16浮式平台、17码头、18垂荡板、19圆柱立腿、20水平撑杆、21斜杆。

具体实施方式

如图1所示，浮式平台16的主体结构包括：硬舱1、桁架2、软舱3三部分；其中，硬舱1是由数个圆环分段连接构成一整体，桁架2安装在硬舱1的一端，软舱3安装在桁架2的一端。

如图2所示，提升装置主要是由数组相互对应的提升塔架6、分别安装在相互对应的每两组提升塔架6之间的提升横梁7以及安装在提升横梁7上用于提升硬舱圆环分段的提升支架8组成，每组提升塔架6的顶端至地面之间连接有固定钢丝绳5，且每组提升塔架6顶端的平台上安装有拉力千斤顶4。本实施例：提升塔架6为四组，也可以根据需要安装六组或八组。

如图3和4所示，在浮式平台16建造过程中，其硬舱和软舱的支撑结构16，17。

如图5所示，浮式平台16通常在位于码头17的滑道15上建造，浮式平台16建成后，其在滑道15上的布置图。

本发明建造过程是通过以下步骤实现的：

第一步：如图6所示，(1)首先，在滑道上布置滑块13，滑块13布置滑靴12上，并在滑靴12上安装硬舱支撑结构11；(2)在硬舱支撑结构11上建造硬舱圆环上半段9、硬舱圆环下半段10；

第二步：如图7所示，在硬舱圆环上半段9的四周安装提升装置，并将提升装置中的提升支架8与硬舱圆环上半段9采用焊接方式连接在一起，调试提升装置，以确保在提升硬舱圆环上半段9时，提升装置能够安全进行工作。

第三步：如图8、9所示，启动提升装置工作，在位于提升塔架5上部拉力千斤顶4的作用下，连续提升硬舱圆环上半段9至设定位置，本实施例为：提升19.5m；

第四步：将硬舱圆环下半段10与硬舱圆环上半段9进行合拢对接成为一圆环总段，其具体步骤是：

(1)在位于硬舱圆环下半段10下部的支撑结构上安装滑移装置，滑移装置为现有资源，本实施例的滑移装置为：拖拉千斤顶。启动滑移装置将硬舱圆环下半段10滑移到硬舱圆环上半段9的正下方，然后，就位；

(2)再次启动提升装置，调整硬舱圆环上半段9，同时，滑移调节硬舱圆环下半段10，以使上下两部分精确合拢；

(3)将硬舱圆环上半段9及硬舱圆环下半段10采用焊接方式连接为一圆环总段。

第五步：上述步骤完成后，将圆环M1滑移出安装位置，完善圆环总段结构M1；

第六步：重复上述第二至第五步骤完成M2总段，直至将圆环总段M3，M4，M5建造完成；

第七步：将数个圆环总段的合拢，并将数个圆环总段焊接为一整体，构成一硬舱总体。

如图9所示，单个的硬舱圆环总段建成后，利用设在硬舱圆环总段下部的滑靴12，对硬舱圆环总段进行对接合拢以组成一个完整的硬舱。

第八步：将预制好的桁架2和软舱1安装在位于滑块13上的滑靴12上

(1)桁架2通常是由垂荡板18、圆柱立腿19、水平撑杆20和斜杆21连接构成。桁架2的建造主要涉及垂荡板18和传统的管架结构的建造，桁架2一般使用结点建造法制造。通常，结点、X型支撑和垂荡板18均是在车间内预制的，而后，将预制完成的垂荡板18、圆柱立腿19、水平撑杆20和斜杆21运到滑道15上和弦管等在滑靴12上进行组装。

(2)如图10所示，软舱3为板式钢结构舱室，主要为板架结构，结构相对简单；软舱3处的中央井内通常装有立管导向框架，在软舱支撑结构14上建造软舱3。软舱3是在车间内预制的，将预制好的软舱3安装在滑靴12上。

第九步：主体结构的合拢：

如图11所示，硬舱1、桁架2和软舱3分别建造完成后，将三者进行对接合拢，完成浮式平台16主体建造。通常是桁架2与软舱3先行合拢或整体建造后，再与硬舱1总段进行对接合拢。

上述拉力千斤顶、钢丝绳、塔架、滑靴、滑块为现有技术或采用现有技术制造。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种深海浮式平台的建造工艺，包括以下步骤：

第一步：在滑道上分别建造硬舱圆环上半段、硬舱圆环下半段；

其特征在于：建造过程采用以下步骤：

第二步：在圆环上半段的四周安装提升装置；

第三步：启动提升装置工作，连续提升硬舱圆环上半段至设定位置；

第四步：将硬舱圆环下半段与硬舱圆环上半段进行合拢对接成为一圆环总段；

第五步：将圆环总段滑移出安装位置；

第六步：重复上述第二至第五步骤直至将数个圆环总段建造完成；

第七步：将数个圆环总段合拢，并将数个圆环总段连接成一整体硬舱；

第八步：将桁架和软舱分别安装在位于滑块上的滑靴上；

第九步：将硬舱、桁架和软舱进行对接合拢，完成浮式平台的主体建造。

2.根据权利要求1所述的深海浮式平台的建造工艺，其特征在于：所述第一步中，在建造硬舱前，先在滑道上布置滑块，滑块上布置滑靴，并在滑靴上安装硬舱支撑结构；硬舱圆环上半段、硬舱圆环下半段在硬舱支撑结构上建造。

3.根据权利要求1所述的深海浮式平台的建造工艺，其特征在于：所述提升装置包括：数组相互对应的提升塔架、分别安装在相互对应的每两组提升塔架之间的提升横梁以及安装在提升横梁上用于提升硬舱圆环分段的提升支架组成，每组提升塔架的顶端至地面之间连接有固定钢丝绳，且每组提升塔架顶端的平台上安装有拉力千斤顶。

4.根据权利要求1所述的深海浮式平台的建造工艺，其特征在于：所述数个硬舱圆环总段是利用设在硬舱圆环总段下部的滑靴，对硬舱圆环总段进行对接合拢，以组成一个完整的硬舱。

5.根据权利要求1所述的深海浮式平台的建造工艺，其特征在于：所述第四步的具体步骤是：

①在硬舱圆环下半段的下部安装滑移装置，滑移硬舱圆环下半段到硬舱圆环上半段正下方，然后，就位；

②再次启动提升装置，提升硬舱圆环上半段，同时，滑移调节硬舱圆环下半段，使上下两部分精确合拢；

③将硬舱圆环上半段及硬舱圆环下半段连接为一圆环总段。

6.根据权利要求5所述的深海浮式平台的建造工艺，其特征在于：所述第四步中的滑移装置为拖拉千斤顶。

7.根据权利要求1所述的深海浮式平台的建造工艺，其特征在于：所述第九步中，对接合拢的顺序为：先将桁架与软舱进行合拢或整体建造后，再与硬舱总段进行对接合拢。

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