海洋平臺過渡段海上組對安裝工藝研究

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(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

0 引 言

樁基式海洋平臺一般分為導管架和組塊兩部分，過渡段是連接導管架和組塊的關鍵構件，過渡段安裝是海上組塊安裝過程中重要一環，其與鋼樁、組塊的焊接質量直接關系整個組塊的安裝質量。如果組塊安裝水平度不能保證，不但會影響組塊的外觀，同時也可能影響組塊的使用功能。在以往過渡段安裝的過程中，間隙調整主要是靠一種楔塊來進行調整，由于組塊在安裝調整時存在較大的慣性作用力，以致使間隙調整的楔塊發生崩射，沖量之大，勢必會對組塊安裝觀察人員造成一定的人身傷害。因此，提出一種安全可靠的間隙調整方法具有十分重要的意義。

1 過渡段結構形式

過渡段是鋼樁與組塊連接的主要結構，用于海上導管架跨距和組塊水平標高的調整，上部與組塊立柱相連，下部與鋼樁相連，主要有三部分組成，包括過渡段的插尖、過渡段和直管段，如圖1所示。

圖1 過渡段結構示意圖

2 過渡段與鋼樁、立柱連接形式

過度段與鋼樁、立柱連接通過焊接作業完成，通常是導管架入水后，進行打樁作業，鋼樁打完以后，進行鋼樁之間的跨距測量。依據海上實測鋼樁跨距和陸地組塊立柱之間的跨距測量報告對鋼樁進行劃線、切割，然后將過渡段與鋼樁組對、點焊，過渡段與鋼樁連接示意圖如圖2所示；再根據組塊陸地標高測量報告，對過渡段上部進行切割、找平，最后安裝組塊，過度段與鋼樁、立柱連接滿焊完成，過渡段與鋼樁、立柱連接示意圖如圖3所示。

圖2 過渡段與鋼樁連接示意圖

圖3 過渡段與鋼樁、立柱連接示意圖

3 過渡段安裝過程

過渡段海上安裝大致分為兩個階段，一是測量鋼樁跨距，同時依據組塊實測跨距進行鋼樁樁頭切割；二是安裝過渡段，并對過渡段上部進行切割、找正、找平，保證組塊安裝后的水平度。

3.1 鋼樁跨距測量與切割

鋼樁根據導管架的形式一般分為三種：直樁、單傾和雙傾，示意圖如圖4所示。鋼樁跨距測量由專業測量人員進行，并將測量數據提供給設計人員。設計人員依據鋼樁和組塊的跨距測量報告，推算出鋼樁切割點的位置，最后由施工人員進行現場劃線，實施鋼樁切割作業。待鋼樁切割完成后，依據組塊標高報告再進行過渡段上部的切割，以形成與立柱的連接面。

圖4 鋼樁形式示意圖

3.2 過渡段與鋼樁、立柱連接間隙調整方法

3.2.1 傳統間隙調整方法

鋼樁切割完成以后，進行過渡段安裝及切割找平，由于鋼樁與過渡段、過渡段與立柱之間都焊接連接，以此在過渡段安裝組對的過程中要留有一定的焊接間隙。通常按照以往的項目施工經驗，在鋼樁與過渡段、過渡段與立柱之間放置楔塊，調整間隙滿足焊接要求后，對過渡段和鋼樁進行點焊焊接，然后切割過渡段上部，找平，點焊調整間隙楔塊，安裝組塊，待組塊調整合格后去除楔塊，最好將鋼樁與過渡段、過渡段與立柱之間焊接。

采用這種方法有兩個方面的缺點，第一是安全性較差，當組塊安裝時，由于慣性作用力較大，致使瞬時間的沖量也很大，易產生楔塊崩射的危險，對于組塊安裝觀察員易造成人員傷害；另一方面由于楔塊容易被擠出，導致焊接間隙不均勻性，焊接的誤差較大，易出現焊道二次返修問題，很難保證施工質量。

3.2.2 間隙調整新方法

針對上面陳述的鋼樁、立柱組對間隙調整，由于存在不安全性及施工質量問題，提出了一種新的間隙調整方法，即在鋼樁切割過程中，在鋼樁樁頭位置均勻留有切割余量，安裝完過渡段后，將過渡段和鋼樁點焊，然后切割過渡段上部，相應也均勻留出切割余量。組塊安裝完成后，使用火焰將切割余量從下往上逐一切除，然后將鋼樁與過渡段、過渡段與組塊立柱焊接完成。

這種方法有多方面優點：一是不需要預制間隙楔塊，使用過渡段余量母材，很大程度上節省了人力、物力。二是完全避免了由于間隙楔塊崩射產生的危險，安全性大大提高；三是可以按照焊接要求任意調整鋼樁與過渡段、過渡段與立柱之間的間隙，間隙調整精度較高，避免了焊接間隙不夠，焊道探傷檢驗不過，以致二次返修的問題，有效保證了焊接質量。圖5為現場過渡段間隙余量圖。

圖5 現場過渡段間隙余量圖

3.3 過渡段焊接

過渡段與鋼樁之間間隙調整合格后，將過渡段上部切割找平，然后安裝組塊，最后將鋼樁與過渡段、過渡段與組塊立柱焊接完成。

4 結 語

文中結合傳統焊接間隙的控制方法，很好的改進并提出一種新的過渡段海上安裝間隙調整方法，提高了海上施工的安全性和施工質量，大大降低了海上施工作業風險，為海上平臺的順利完工打下堅實基礎，也為以后的不同的工程項目提供了可應用的價值。

[1] 李玉成.海洋工程技術的新發展[J].中國海洋平臺，1998(1).

[2] 陳惠民.加快技術創新促進我國海洋工程開發[J].中國海洋平臺，1999.

[3] 肖 熙.海洋領域高技術發展與展望[J].中國海洋平臺，1998.

[4] 陳伯真，汪廣海.中國海洋工程的發展與展望[J].鋼結構，2000.

[5] 張鳴治.中國海洋石油工業的發展戰略[J].中國海上油氣(工程)，1998.

[6] 海洋石油工程平臺結構設計[J].石油工業出版社，2006.

[7] 海洋石油工程結構、焊接、防腐加工設計[J].石油工業出版社，2006.