移動式采油平臺的火炬臂設計與優化

孫金偉 穆勝軍 許海東 李艷莉 譚靜軒

（中海油能源發展采油服務公司，天津塘沽，郵編：300452）

0 引言

移動式采油平臺是主要為解決淺海海域邊際油田 “蜜蜂式采油”開發問題而研制的自升式采油平臺。根據移動式采油平臺的操作特點，特別是其可移動性。其火炬臂設計采用可回收式的型式。

1.可回收式火炬臂設計主要內容

針對移動式采油平臺的特點，特別是其操作性和安全性的特點，對可回收式火炬臂結構進行了設計和研究，找到了最適合移動式采油平臺的火炬臂型式。

1.1 結構設計

對于海上生產設施來說，在設計火炬臂時需要考慮常風向、燃氣量、最大風速等因素。由于海上生產設施常年在固定海域工作，因此這些因素大多是常年不變的。大多數海上生產設施采用固定式火炬臂。但移動式采油平臺具有可移動性，可以在不同海域實施作業，因此，移動式采油平臺的火炬臂必須滿足不影響移動式采油平臺移動性的要求。因此設計一種可回收式的火炬臂應用于移動式采油平臺上可以滿足該要求。

1.1.1 根據移動式采油平臺的特點，除按照普通生產設施要求的參數對火炬臂進行計算外，還需要考慮移動式平臺拖航過程中火炬臂的受風面、受力點、風速變化引起的火焰變形和火焰高度這四項計算數值[1]；

1.1.2 移動式采油平臺的火炬臂設計包括火炬頭、火炬臂桁架、火炬臂根部固定結構、點火裝置、回收絞車等；

1.1.2 可回收式火炬臂設計采用三角形桁架結構，保證受風面可以各個角度上均勻受力以及結構穩固[2]；

1.1.3 可收式火炬臂根部采用 “吊耳-插銷四點固定”的活性連接方式進行固定，可以保證回收的靈活性，不產生軸向裂紋。結構圖見圖1；

1.1.4 可回收式火炬臂根部設有斜支撐，約束火炬臂橫向位移，示意圖見圖2；

圖1 可回收式火炬臂固定方式結構圖

圖2 可回收式火炬臂根部結構示意圖

1.1.4 對可回收式火炬臂強度所需的靜載荷、活載荷、邊際約束條件、風載荷、渦基振動等參數進行計算,并按照滿足生產和拖航兩種工況條件的要求進行分析，符合船級社的相關規定[3][4]；

1.2 火炬臂設計分析

1.2.1 移動式采油平臺的火炬臂可以隨時收放，滿足移動式平臺移動性的要求；

1.2.2 移動式采油平臺的火炬臂根部的設計形式使得受力方向為延斜支撐的縱向方向，應力在收放時可以釋放，杜絕了軸向受力產生裂紋的風險；

1.2.3 由于移動式采油平臺體積小，空間有限，因此火炬臂設計尺寸比較小，可以利用最優化的資源達到使用的最佳效果；

1.2.4 移動式采油平臺的火炬臂采用三角桁架的型式，可以穩定的固定在甲板上，同時各個方向的迎風面面積是相同的，承受的風力基本相同，不會由于受力不均產生傾斜等現象。

2.結束語

可回收式火炬臂的設計避免了根部裂紋、火炬臂晃動和甲板受力撕裂的風險。既保證了海洋石油161火炬臂在生產運營中的安全、穩定，又保證其可以快速無損傷回收。

[1]《移動式采油平臺火炬臂計算書》；

[2]鋼質海船入級規范 中國船級社 2009人民交通出版社；

[3]海上移動式平臺入級與建造規范中國船級社2005；

[4]優化后“HYSY-161-RPT-ST-MD2001火炬臂結構計算報告”。