外掛平臺鉆修機滑道梁的安裝方法

趙乃東

(海洋石油工程股份有限公司安裝分公司，天津 300000)

0 引言

在海洋石油平臺中，有一類比較特殊的新增平臺，位于原有平臺的邊側。新增平臺的組塊與原有平臺的組塊通過鋼結構直接連接。設計此類平臺的原因，通常是考慮到油田的剩余儲量，又或是為了調整油田的生產設備結構。出于節省成本的目的，其導管架規格和重量通常都不大。為了增加新導管架的穩定性，設計特殊的結構，掛在原有平臺的導管架上，故稱之為外掛平臺。

如果新增的外掛平臺是設備平臺，為原有平臺提供設備支持，其安裝方法相對簡單。如果新增的外掛平臺是井口平臺，那么在外掛組塊甲板的頂部，就需要安裝鉆修機的滑道梁，并與原有平臺的鉆修機滑道梁對接，使鉆修機能夠沿著滑道梁，從原有平臺的井口區滑移到外掛平臺的井口區進行工作。本文以QK18-1項目的外掛平臺及滑道梁安裝為例，重點討論外掛井口平臺和鉆修機滑道梁的安裝方法。

1 概述

QK18-1外掛平臺，是井口平臺，位于原有QK18-1WHP1平臺的東側，重約610 t。外掛導管架有兩條主腿，直接坐落在海底，又通過懸臂梁和導向結構，連接到WHP1導管架上(見圖1)。外掛導管架的鋼樁與外掛組塊通過盲板連接形式焊接在一起。新滑道梁在外掛組塊安裝之后，再與WHP1平臺的鉆修機滑道梁對接，進行海上安裝。

圖1 外掛平臺位置和導向連接形式圖

2 作業流程

關于作業流程，外掛井口平臺與普通井口平臺的安裝，并無太大區別，主要包括導管架安裝，插打鋼樁，插打隔水套管，皇冠板安裝，導管架灌漿，附件安裝，組塊安裝，滑道梁安裝等。QK18-1外掛平臺，也會按照這個流程進行作業。不同的是，由于滑道梁安裝精度的問題，需要運用一些新的方法到外掛導管架和外掛組塊安裝的作業中。

3 滑道梁安裝精度要求

在中國海洋石油總公司企業標準Q/HS 2007．2-2002 3．10．7中，滑道梁安裝精度有明確的要求:安裝下導軌的平臺甲板需調平，其水平度誤差為0．6%，全長范圍實際安裝水平面與理論安裝水平面的誤差不超過5 mm，焊接在甲板上的兩導軌中心線的平行度為0．6%，全長范圍內不超過5 mm。

企業標準中的要求，可以理解為單根滑道梁的水平度要求和兩根滑道梁的平行度要求。

因為外掛平臺滑道梁不是單純的鋪設，而是要與原滑道梁對接，精度要求會更多。結合本項目的特點，滑道梁精度要求可歸納為五點:

1)新滑道梁位于平臺甲板的主梁上，滑道梁的縱向中心線應與主梁的中心線對齊。該主梁為翼緣寬300 mm的T形梁，經過計算分析，允許新滑道梁中心線最大橫向偏移量為150 mm;

2)新滑道梁是原滑道梁的延長，滿足水平度誤差為0．6%，全長范圍實際安裝水平面與理論安裝水平面的誤差不超過5 mm的要求;

3)新滑道梁是原滑道梁的延長，滿足兩導軌中心線的平行度為0．6%，全長范圍內不超過5 mm的要求;

4)為了鉆修機能夠平穩地在整個滑道梁上自由滑動，根據業主與油田作業方的要求，新滑道梁與原滑道梁的接觸點的標高差為1 mm;

5)外掛組塊頂甲板端部與WHP1組塊頂甲板端部零距離接觸，無縫隙，不重疊。

4 安裝方法

滑道梁的安裝精度要取決于組塊的精度，而組塊的精度則依賴導管架的精度。針對可能出現的問題，設計了一整套技術方案，一一應對。

1)考慮到海流和海水沖刷對海床的影響，對外掛導管架安裝區域的水深進行測量，以驗證海底水平度情況，比對與設計水深的差異，評估是否需要對海底進行處理，或者對外掛平臺的設計進行修正;

2)傳統的衛星定位精度為1．5 m～3 m，這與滑道梁安裝的毫米級精度要求相差甚遠，難以保證滑道梁的精確就位。為此，為外掛導管架設計了專門的導向插尖形式。在WHP1導管架的B2和C2腿上，焊接懸臂導向，供外掛導管架的導向插尖插入。懸臂導向有效地限制了外掛導管架的位置和方向，滿足新滑道梁中心線最大橫向偏移量為150 mm的精度要求，同時也為外掛導管架的坐底穩性提供了可靠的保證;

3)考慮到WHP1導管架的建造和安裝誤差，以及多年的結構應力變形，測量WHP1導管架?軸和?軸的實際距離。根據測量得到的數據，結合外掛導管架導向插尖的建造數據，略微調整B2和C2腿上懸臂導向的位置與角度，以保證外掛導管架可以通過導向對接的方式就位，不至于令導向插尖卡到懸臂導向上;

4)通常鋼樁與組塊的連接方式為插尖連接，這種連接方式設計，工作量小，結構連接強度較大，主要適用在調節組塊腿間距和導管架腿間距誤差方面。但對調節組塊水平方向的位移表現平平，尤其在組塊水平方向的方位角方面，更是無能為力。為此，刻意設計鋼樁與外掛組塊的連接方式為盲板導向連接(見圖2)。盲板導向連接有兩個優點，一是可以較大量地調整外掛組塊的平面位置，二是可以調整外掛組塊的方位角，進而影響到新滑道梁的方向，滿足兩條滑道梁中心線平行度的要求;

圖2 普通插尖連接和盲板導向連接方式圖

5)用水平儀測量原滑道梁的標高，根據測量的數據，反算出盲板位置的水平標高，進一步確定鋼樁樁頭切割位置。總的控制目標，是令新滑道梁不高于原滑道梁，在滑道梁安裝時，可以在新滑道梁下填塞各種厚度的鋼板，以滿足單根滑道梁的水平度要求。只要合理地選擇標高和所填塞鋼板的厚度，新滑道梁和原滑道梁對接標高1 mm的精度要求，很容易保證;

6)在外掛組塊安裝時，通過浮吊的主鉤，吊起組塊，并暫時安放到盲板上，略微降低鉤頭的提升力，吊扣并不放松。用經緯儀測量外掛平臺與WHP1平臺的相對數據，驗證是否滿足精度要求。如果不滿足精度要求，計算出需要調整的位移和角度。沿著組塊腿的外徑，畫出標記線。提升主鉤，離開盲板，距離約為1 m。根據計算的位移和角度，再畫出修正后的樁腿位置。在這個樁腿位置，焊接若干個限位鋼板。再次放下主鉤，利用限位鋼板和浮吊的牽引控制繩，完成外掛組塊的最終就位。焊接固定外掛組塊腿，完成外掛組塊的安裝;

7)為防止外掛組塊與WHP1組塊甲板結構搭接干涉或者不使其接觸，設計外掛組塊頂甲板與WHP1組塊頂甲板端面距離為2 m。缺少的邊緣結構，在組塊安裝以后，根據實際尺寸，拼接安裝，這樣就能實現兩個平臺的無縫隙、不重疊要求;

8)由于每個工作步驟都存在偏差，如果誤差累積，通過各種努力，仍不能滿足橫向偏移量150 mm的要求，需對T形梁進行加強，增加T形梁的寬度。出海施工前，準備加強鋼板，作為備用方案。

5 結語

在QK18-1外掛平臺及滑道梁安裝的實際作業時，嚴格按照所設計的安裝方法進行施工。新滑道梁的安裝精度滿足了企業標準和業主的要求，也沒有進行T形梁的加強。實踐是檢驗真理的唯一標準，QK18-1平臺及滑道梁的成功安裝，用實踐證明了該安裝方法有效可行。