海上平臺空壓機橇塊制造及改進

章東云等

摘要：本文詳細闡述了海上平臺上空壓機橇塊工藝流程，設計、施工和項目管理的要點，以及從現場實際操作出發進行的一些改進措施，供同行參考。

關鍵詞：空壓機；橇塊；海上平臺

引言

2012年5月9日，中國首座自主設計、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”在中國南海海域正式開鉆，平臺最大作業水深3000米，鉆井深度可達10000米，平臺自重超過3萬噸；從船底到井架頂高度為137米，相當于45層樓高，標志著中國海洋石油工業的深水戰略邁出了實質性的步伐。近些年來，橇塊集約化、功能化已成為海上深水平臺的主要發展方向。本文以番禺4-2/5-1空壓機橇塊項目為例，對海上空壓機橇塊的設計和建造過程進行技術總結。

1.工藝流程

一般空壓機橇塊的工藝流程下圖所示：

2.設計優化

2.1鋼結構底座

由于空壓機橇塊上面有空壓機、干燥機和控制柜等設備，必須配底座。既要保證結構安全，又要盡可能降低整體重量一般底座的設計主要根據上面設備重量和布置選擇工字鋼的型號以及布置，同時對應管支架再增加一些小的工字鋼。對于重型設備還需要有限元計算一下吊裝時底橇的變形、應力情況。

2.2管道

在進行空壓機橇塊管道設計時，在滿足一般配管的要求情況下，要整體考慮管道的布置，使橇塊結構緊湊。

（1）盡可能降低管道的高度，可以減少支撐材料，有利于增加管道支撐的剛度，也便于操作和維修管道上的閥門。

（2）選用固定防振管卡，阻滯管道的振動。

（3）根據空壓機出口流量合理選擇管道直徑，太大會增加成本；由于管道上閥門較多，而DN50以下的閥門均為鍛造，成本很高，管道太小會增加閥門的成本，要綜合考慮各方面的經濟型，合理設計管道的大小。

3.施工要點

3.1制造工序

常規的空壓機橇塊的主要施工工序為：

①底座鋼結構材料打砂、噴底漆；②底座鋼結構材料下料、組對、焊接、調平；③二次涂裝；④空壓機、干燥機及部分設備和管道支架設備就位；⑤管道材料打砂、噴底漆；⑥管道安裝、試壓；⑦電儀材料設備安裝；⑧管道氣密性試驗；⑨功能測試；⑩三次涂裝；?FAT驗收；?海上平臺聯合調試。

3.2底座焊接變形控制

在橇塊底座焊接過程中， 按技術要求嚴格控制劃線、切割、組對的尺寸誤差， 采取從里向外、間斷、對稱、小電流的焊接工藝， 并及時調整焊接變形， 避免誤差累積。在上一道工序滿足技術要求后再進行下一道工序施工， 同時用測量儀器嚴格測量制作誤差。對接工字鋼采用雙面連續焊，間隙1mm，焊腳高度取較薄厚度。橇塊底座表面任意2000mm范圍內不平度<=2mm，總體不平度<=6mm。

3.3 電氣、儀表

橇塊整體空間較小，需分析結構、管道的空間布置與電氣、儀表設備的安裝位置后，依據分類排布、操作維修便利、空間充裕的原則選定電纜橋架、電纜和儀表管等排布的位置。主橋架選擇電纜密度較大的區域，如LCP柜進出線端，電氣電纜和儀表電纜敷設在同一橋架內時用隔板隔離避免干擾。

電氣、儀表設備與空壓機、干燥機設備連接時注意雙方的接口尺寸，尤其是歐標、日標等非標尺寸，要提前查實后選擇購買合適尺寸的接頭，確保施工進度。

4.施工改進

4.1空壓機電動機增加電伴熱

考慮到次空壓機橇塊在南海平臺上，環境潮濕，為避免空壓機電機因溫度較低、水分含量過高等出現故障，造成生產中斷，現場在電機上安裝了電伴熱加熱帶，增加了電動機斷電自動啟動電伴熱加熱帶的功能，確保電動機在南海環境中的安全平穩運行。

4.2溫濕控制儀

同樣是考慮南海潮濕、冬季溫度低等因素，對空壓機本體控制柜和干燥機本體控制柜內部均加裝了空間加熱器，確保了控制柜內的干燥度，避免因潮濕而燒壞電器元件，保證了控制柜的質量和整體控制的安全性。

4.3空壓機的電纜

對于空壓機和干燥機設備上不符合海上工作環境的電纜，合理利用庫存材料，更換為符合海上工作環境的鎧裝電纜。既保證了質量，又了節約成本。

4.4空壓機頂上防雨罩

由于此空壓機冷卻風扇向上排風，而此空壓機橇塊在平臺放置的位置上方無甲板，為防止風扇進雨水，項目組通過研究設計，在空壓機頂部安裝了不銹鋼防雨罩，既不阻礙風扇的排氣，又防止進雨水，確保了冷卻風扇的長期可靠運行。

5.項目管理

（1）橇塊項目具有周期短，材料種類多，部分材料采辦周期長的特點，材料能否及時到貨是項目實施的關鍵控制點。要對材料采辦的各個環節進行監控，及時做好技術澄清工作，評標時控制到貨時間，確保材料能按期、保質到貨。

（2）在項目具體實施過程中，在做加工設計時，要根據現場的情況和類似經驗，及時和詳細設計溝通，完善設計，使橇塊更具實用性。同時做好材料利庫和替代工作，降低項目成本，保障工期。

（3）根據各材料到貨時間，合理安排各專業工作，在必要時可進行趕工，以銜接后續工作；另外如果兩個或兩個以上橇塊同時施工時，對于同一部分工作最好指定專人施工，配備固定的電儀工人，盡可能提高工作效率，也便于糾錯。

6.結束語

空壓機橇塊屬于設備橇塊，應該是作為一個產品來制造。在設計和建造時，要綜合考慮功能實用、結構緊湊、布局合理等因素，在此基礎上再進行優化，節約成本。本文詳細闡述了海上平臺空壓機橇塊工藝流程，設計、施工和項目管理的要點，以及從現場實際操作出發進行的一些改進措施，使得產品更具競爭力，為類似設備橇塊項目實施提供了可靠的依據。

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