“海洋石油286”鋪管船卷筒式鋪管系統的安裝

覃杰梅，王 賀，趙錦榮

（中船黃埔文沖船舶有限公司，廣州510715）

1 前言

鋪管船是海洋資源開采的主要施工裝備。從鋪管方式上，鋪管船可以分為S型鋪管船、J型鋪管船及卷筒式鋪管船。以我司“海洋石油286”鋪管船為例，探討卷筒式鋪管系統的安裝過程、各個安裝階段的精度控制、以及此系統安裝的關鍵技術，為深水鋪管船的研究與應用提供參考。

2 鋪管系統設備配置

以“海洋石油286”為例，本船具有深水大型結構物吊裝和水下安裝功能，船上配置有400 t具有主動升沉補償功能的海工起重機、鋪管塔架、儲纜絞車、排纜器和升沉補償等設備；在主板下設有可裝載2 500 t電纜的卷管盤；月池之上設有立式敷設系統（排纜張緊器等）。

該系統主要配置及其安裝要求如下:

（1）軟管卷盤直徑20 m、高5.5 m、重約380 t，安裝在平臺甲板下，水平度要求為±1 mm、軸芯同心度要求為＜2 mm；

（2）儲纜絞車長約4.8 m、寬約5 m、高5 m、重約738 t，安裝在主甲板下，最大拉力為196 t；

（3）鋪管塔架長12 m、寬16 m、高約31 m、整個塔架重約2 300 t，安裝在主甲板的4個鉸支座上。

鋪管系統設備的具體布置如圖1所示。

圖1 “海洋石油286”總布置圖

3 鋪管系統設備的安裝難點

（1）卷管盤直徑大、水平精度及軸芯同心度要求高，需要制定合理的現場安裝工藝，因其安裝在平臺甲板下，需配合船體建造考慮其安裝的時間流程；

（2）儲纜絞車體積大、重量重、工作時所受的拉力大，在其安裝的平臺反面需制作相應強度的加強，因其安裝在主甲板以下，需配合船體建造考慮其安裝的時間流程；

（3）鋪管塔架體積龐大、重量重、高度高，需保證其4個鉸支座安裝后的精度，吊裝、安裝難度大。

4 鋪管系統設備的安裝流程

結合“海洋石油286”船的設備來貨時間及總段劃分情況(如圖2所示)，鋪管系統的安裝流程如下：62B總段搭載合攏前軟管卷盤吊裝進艙安裝→23A總段搭載合攏后儲纜絞車吊裝進艙安裝→62A總段搭載合攏后甲板面拉劃線定位鉸點安裝位置→鉸點安裝、現場鏜孔以及機加工銷軸→排纜張緊器吊裝安裝→整船起浮后出塢→硬管卷盤吊裝安裝→立鋪塔架吊裝安裝→立鋪系統調試試驗。

圖2 “海洋石油286”部分總段劃分示意圖

4.1 軟管卷盤安裝

因軟管卷盤直徑達20 m，體積龐大，需提前策劃在總段搭載階段吊裝到位（圖3）。其難點是主船體精度控制，重點是安裝基面平面度控制及反面加強精度控制。其安裝步驟如下：

（1）雙層底安裝面劃線：在主船體成型后，根據設備資料在雙層底安裝面上劃線，畫出基座各個輻射梁位置的中心線；

（2）基座吊裝及定位：基座芯軸與地樣劃線同心度要＜2 mm，基座中心線與船體中心線誤差＜2 mm，以此來保證基座與雙層底反面加強結構對準；

（3）基座芯軸位置調整：基座吊裝到位后，通過水平儀測量檢查基座芯軸上端機加工面的水平度，利用楔塊來調節基座芯軸垂直度；

（4）測量間隙：基座調整完成后，需測量所有滾輪位置以及輻射梁外端處基座與雙層底的間隙，看是否在誤差范圍內；

（5）火工矯正處理：如果上一步驟出現貼合面局部間隙較大，則采用火工矯正處理，使其在誤差范圍內；

（6）準備墊板：根據以上步驟測量得到的間隙數據相應準備對應厚度的墊板，加工完成后做防銹底漆處理；

（7）吊起基座總成：在基座總成各位置側面焊接定位塊，保證垂直方向位置不變，吊起基座總成方便墊板與雙層底焊接；

（8）定位所有墊板：根據測量間隙時的洋沖點位置放置并定位好所有的墊板；

（9）焊接墊板：將所有墊板周邊角焊縫焊接至雙層底，包括內部的塞焊孔，焊接后對墊板處再次做好防銹底漆處理；

（10）二次吊裝基座：根據之前定位塊限制位置，再次吊裝、定位基座總成，到位后檢查并調節芯軸的垂直度（圖4）；

（11）芯軸焊接：首先利用墊片填充芯軸及雙層底之間的間隙以固定其位置，第一道焊接首先從芯軸外部進行，第二道焊接移除墊片并對內邊坡口碳刨后從內部進行焊接，完成全焊透工作；

（12）基座與墊板焊接：基座底部滾輪位置根據間隙大小不同，用不同厚度的不銹鋼小墊板填充，布置完所有小墊板后，焊接基座至加裝墊板的雙層底上；

（13）筋板焊接：把設備自帶的加強筋板與基座及雙層底焊接安裝到位；

（14）清理、涂裝：嚴格按照設備的噴涂要求進行清理及涂裝；

（15）滾輪高度測量調整：完成基座安裝后，測量所有滾輪的表面高度，對滾輪墊片進行相應調整，保證所有滾輪高度相對于與基座芯軸垂直的基準面距離誤差在±1 mm以內。

以上步驟都需經設備廠家現場確認后，再進行卷盤籃體吊裝及后續的安裝工作。

圖3 海洋石油286卷盤籃體吊裝流程圖

圖4 海洋石油286軟管卷盤底座安裝

4.2 儲纜絞車安裝

見圖5。

儲纜絞車體積大、重量重、工作時所受的拉力大，在其安裝的平臺反面需制作相應強度的加強，其安裝在主甲板以下，策劃在分段總組階段吊裝進艙，其安裝流程和控制要點如下：

（1）按基座圖完成基座制作，制作精度需達到設計要求；

（2）根據基座安裝圖先進行劃線，劃線完成后檢查平臺基座反面加強；

（3）裝配基座并檢查基座安裝精度，需滿足廠家技術要求；

（4）基座焊接按焊接工藝規程中的焊接參數及焊材規格，焊接完成后需進行檢驗；

（5）吊裝設備并用螺絲將設備與基座固定；

（6）按我司設備保護工藝文件對儲纜絞車進行保護。

圖5 海洋石油286儲纜絞車安裝

4.3 鋪管塔架安裝

鋪管塔架體積龐大、重量重，吊裝難度十分大，塔架上設有張緊器（2 臺）、頂部模塊（包括 1 臺起重機）、管子對中器、 A&R 滑輪和 A&R 絞車、懸掛系統、工作站等，是鋪管系統最重要的組成部分，其安裝流程及控制要點如下：

（1）尾部總段合攏后，根據塔架基座精度控制方案對塔架四個鉸支座劃線，并按圖6檢查圖中A、B、C 等數據，其值要控制在理論精度要求范圍內；

（2）按基座圖紙制作基座。根據經驗基座需加放焊接反變形量及焊接收縮量；

（3）檢查甲板反面加強與基座相應結構對位情況；

（4）安裝基座。根據基座材質及板厚按焊接工藝規程進行焊接，注意預熱及焊后熱處理；

（5）基座鏜孔。可在塢內或出塢后進行，鏜孔完成后測量相關數據報船檢及設備商認可，報檢合格后對基座油漆（立塔軸安裝面不能油漆）；

（6）塔架重約2 300 t，船舶出塢后配合供貨商進行塔架吊裝（圖7）。

圖6 基座拉劃線定位示意圖

圖7 海洋石油286立塔吊裝

5 結束語

綜上所述，鋪管系統設備安裝技術策劃思路可總結如下:設備的安裝主要利用激光儀、聯通玻璃水管、琴鋼絲、直尺、切割機、焊機等工具配合，按照相關圖紙要求布置設備，通過控制鋪管系統各設備的設計標高、中心線偏差、縱向位置偏差、設備與主作業線和鋪作業線的垂直度偏差以及主作業線與鋪作業線之間的平行度偏差等來完成鋪管系統各設備的安裝工作；對于安裝高度低于設計高度且超過允許誤差范圍的設備，需要用鋼墊片進行調整，墊片的形式和厚度根據設備底座與船體主甲板的接觸情況現場確定；鋪管系統所有設備調整定位后，先進行點焊固定，經設備廠商人員現場確認合格后方可進行施焊。

通過對“海洋石油286”船鋪管系統的安裝研究，明確了此系統的具體安裝步驟，分析得出此系統的安裝難點及主要注意事項，攻克了本系統安裝中的焊接要求、精度控制要求、軟管卷盤底座找平及塔架吊裝難度大等一系列難題，積累了豐富的鋪管系統安裝經驗，為今后類似船舶的建造打下了堅實的基礎。