文昌水下基盤安裝工藝

　　摘要：文章以文昌項目水下基盤安裝作為例子描述了吸力樁式基盤安裝所需裝備、關鍵技術和主要工藝過程。為后續南海或者較深水安裝類似的水下基盤提供了借鑒。
　　關鍵詞：安裝工藝；水下基盤；吸力樁
　　
　　一、引言
　　為了縮短油田整體建設工期，較深水海上油田目前多數采用在預安裝海底基盤上進行預鉆井的方案來進行開發。預鉆井完成后，臨時棄井，然后進行導管架及上部模塊的安裝，最后用導管架平臺上的修井機進行回接及完井作業。由于鉆井作業和平臺設施的工程設計與建造同時進行，達到了大大縮短投產前的開發周期的目的。這樣既節省了油田開發成本，又減少了施工船舶受到深水惡劣天氣的影響。
　　技術因素即安裝施工中所采取的手段，在施工建設的諸多因素中占有舉足輕重的地位。海上安裝工程成本巨大、風險巨大、環境惡劣、情況也十分復雜，優良的技術和合理的工藝過程，能提高工作效率、降低風險、節約成本、提高安全性和可靠性。傳統的基盤錨固樁的安裝工藝是采用“打入樁”的形式，本文介紹了基盤的“吸力樁式”安裝工藝，研究意義在于：工程實踐為海洋工程基礎理論研究提供了現實基礎；通過現有工程項目實施的描述，推廣和傳播成熟的技術、開發新技術；改善工藝過程、提高效率、節約成本，為企業創造更高的利潤；優化施工工藝，為健康安全和環保（HSE）提供必要的保證。
　　二、文昌19-1WHPA基盤安裝
　　文昌19-1\\15-1A\\14-3A\\8-3A油田位于南海北部海域珠江口盆地西部，距離海南文昌縣148公里-185公里。開發井數總共26口，其中18口水平井，7口定向井，1口“魚骨刺”井。本文以文昌19-1WHPA基盤的安裝工藝為例來介紹文昌油田基盤的安裝工藝。
　　文昌19-1WHPA基盤結構形式為吸力樁形式，吸力樁直徑為3.5m、壁厚為15mm、高度為8.0m。在3個吸力樁的頂部中心焊有中心柱，吸力樁中心通過基盤導向筒（直徑762mm）和撐桿與基盤連接。該結構的總重量為131t。
　　文昌19-1WHPA吸力樁式基盤海上安裝主要包括四個階段：碼頭裝船；海上運輸；基盤入水；基盤沉放。
　　第一，碼頭裝船固定。基盤結構、設備和集裝箱等物品全部運至碼頭；浮吊吊裝基盤到7000噸駁船上，并焊接固定；吊裝ROV設備和集裝箱裝載在浮吊甲板上，并焊接固定。
　　第二，海上運輸。裝船固定工作就緒后，浮吊和7000噸級駁船分別掛纜由拖輪拖航到達施工海域。
　　第三，船舶拋錨就位。浮吊和駁船拖航到預定海域后，在安裝坐標位置附近拋錨就位，此時浮吊的中軸線與基盤安裝設計方位角一致。
　　第四，基盤吊裝入水和吸力樁初始入泥。一是大力號升起扒桿，使用主鉤對基盤掛纜，同時在輔鉤上掛1根150t×50m的吊裝鋼絲繩，鋼絲繩另一端與基盤吊裝鋼纜相連，并使輔鉤上吊裝鋼絲繩保持松弛狀態。二是啟動吊機，主鉤吊起基盤約1米高，旋轉扒桿至船艉部，此時輔鉤下的吊裝鋼絲繩保持松弛狀態，主鉤將基盤吊放到水面。三是主鉤繼續下放基盤，當輔鉤上掛著的吊裝鋼絲繩拉直并受力時，將主鉤從基盤吊纜上解脫出來，這樣輔鉤就吊裝著基盤，實現了水下基盤吊裝倒扣。四是浮吊輔鉤繼續下放基盤。通過移動扒桿或移船，使水下接近泥面的基盤平面移動和小范圍轉動，通過電羅經監測基盤的方位角，通過短基線信標監測基盤的坐標，直到坐標和方位角均滿足設計安裝精度時，停止移動基盤。五是輔鉤再次下放基盤，基盤靠自重使其吸力錨貫入土壤，并形成可吸力沉放的樁土密封條件。
　　第五，吸力樁貫入。一是在吊纜保持一定吊力的狀態下，啟動泵系統，抽取吸力樁筒內的水。吸力樁在樁頂內外壓差的作用下貫入海底土壤。在這過程中，適時進行吸力樁傾斜度測量和吸力樁入泥深度測量直到吸力樁的頂部基本與泥面齊平為止。二是若基盤沉放過程中實時測量的傾斜度超過允許傾斜度時，則通過換向閥改變泵的流向，向吸力樁內注水從而將吸力樁頂起。通過調整三個吸力樁不同的頂起高度調整基盤傾斜度，直到滿足要求；然后再重新吸力貫入，直到沉放到位的基盤的傾斜度小于允許傾斜度。
　　第六，施工機具回收。基盤安裝完畢之后，ROV協助液壓卸扣、泵系統和鋼絲繩進行回收，安裝結束。基盤安裝完畢之后，ROV剪斷與基盤連接的吊纜；輔鉤上提，將泵撬塊提起，回收船上；安裝結束。
　　三、結束語
　　海上施工是由多家單位和多個工種協調合作完成的。值得一提的是，在文昌基盤的安裝過程中，對工藝方案的制定不可墨守成規，應根據具體的結構形式、施工現場的情況、現有的設備技術等條件有針對性地選擇不同的工藝方法。由于整個工程涉及到很多專業、很多單位、很多工種，基盤安裝是一個龐大而系統的工程。雖然在安裝設計階段對各個方面都作了詳細的設計和計算分析，但是在施工現場還會遇到諸多問題，需要大量具有豐富經驗的工程師和具有較高水平的管理人才。
　　通過對文昌項目19-1WHPA基盤的安裝，筆者總結出：基盤下放的高精度安裝是前提，直接影響到整個基盤是否水平，甚至直接影響后續導管架的安裝及井口的回接。文昌項目的“吸力樁”形式基盤的安裝在海油工程公司乃至中國海油尚屬首次，填補了一項海上施工工藝和施工技術空白。整個基盤的設計理念是節省了大量的鋼材，降低大型主作業船投入，節省船舶運輸和海上安裝的時間。該形式的基盤適用于較深水油田開發，“吸力樁”形式基盤的設計與安裝為今后較深水油田開發提供了新思路。
　　參考文獻：
　　1、楊曉剛.導管架與基盤導向樁的對接數值模擬分析技術[J].中國海上油氣(