淺談自升式鉆井平臺生活區(qū)設計要點

宋超+程立虎

摘 要：隨著世界經(jīng)濟和技術的發(fā)展，海洋開發(fā)已成為全球新技術革命的重要組成部分，而海洋油氣開發(fā)又是當今海洋開發(fā)工程的主要內(nèi)容之一。自升式鉆井平臺，又稱為樁腳式鉆井平臺，是目前國內(nèi)外應用最為廣泛的鉆井平臺。自升式鉆井平臺作為一個可移動的“海上小區(qū)”，工作人員長期工作生活在上面，因此，無論是從船員居住角度還是船廠施工角度，生活區(qū)設計的合理性顯得尤為重要。

關鍵詞：自升式鉆井平臺；生活區(qū)；詳細設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.079

0 前言

在自升式平臺的設計過程中，生活區(qū)為平臺工作人員提供工作、休息、娛樂場所，是自升平臺必不可缺的一個重要模塊。編者通過一系列400尺自升式鉆井平臺結構詳細設計經(jīng)驗及查閱大量規(guī)范，總結歸納出生活區(qū)在設計過程中需要注意的一些細節(jié)，通過歸納總結，在后續(xù)項目中及時避免，從而達到節(jié)約材料，降低成本的目的。

1 自升式鉆井平臺主要特點及生活區(qū)的布置

就鉆井的工藝方法而論，海上與陸上基本相同。但海上移動式鉆井裝置和海底井口之間可能存在深達上千米的海水，而這些海水不停地運動著。由于波浪、海流、潮汐與冰等對鉆井裝備及其設備（包括水下設備）的作用必然引起鉆井裝置（這里指半潛式鉆井平臺與鉆井船）與海底井口之間的相對運動，因此，鉆井裝置還必須配備與水下設備相適應的運動補償裝置和張緊裝置，以補償鉆具在孔內(nèi)鉆井時免受鉆井裝置運動的影響。對于自升式鉆井平臺，因為平臺的井口和海底的井口是相對固定的，只要將類似于陸上鉆井的井口裝置中的導管適當加長，把海底井口與平臺連接起來，就可形成泥漿返回所需的環(huán)形空間，從而解決了隔開海水的問題。防噴器可以裝在水面以上的平臺甲板上，形成所謂的水上井口裝置。這種井口裝置與陸上的井口裝置差別不大，比較簡單。

自升式平臺生活區(qū)布置有橫向現(xiàn)在基本采用周邊布置，即將平臺生活區(qū)移到船艏，采用挑出式與包絡式設計，既可減少懸臂梁鉆井作業(yè)發(fā)生事故時，對船員造成的傷害，也可以騰出甲板中部空間給作業(yè)堆料。另一方面，懸臂梁懸挑作業(yè)時，會將平臺整體重心往船艉移動。平臺生活區(qū)的前移，可以減少平臺重心的后移量，減少左舷與右舷樁腿軸力的增加量。

2 生活區(qū)在設計過程中需注意的問題

2.1 生活區(qū)外部艙壁—槽型艙壁

由于生活區(qū)鋼板厚度較薄，考慮到平面艙壁焊接變形及美觀等因素，生活區(qū)外部艙壁從上到下均采用槽型艙壁，每隔一段距離加支柱的組合形式。槽型艙壁由鋼板壓制而成，以它的槽型折曲來代替扶強材的作用。槽型艙壁與平面艙壁相比較，其優(yōu)點是在保證同樣的強度條件下，可以減輕結構重量，節(jié)省鋼材。同時，由于取消扶強材及其肘板，從而減少了裝配和焊接的工作量。生活區(qū)槽型艙壁通常采用梯形垂直布置，每層艙壁底部與甲板直接焊接，頂部槽型體裝在T型材的面板上。

2.2 船用救生設備—救生艇

在自升式鉆井平臺生活區(qū)的第四層左右兩舷尾部各設置一個密閉式救生艇，根據(jù)國際海上人命安全公約的規(guī)定，在生活區(qū)每一層外面均布置梯道和梯子的脫險通道，使船員在起居處所隨時可以到達救生艇位置，在縱傾至10°和任何一舷橫傾至20°的不利情況下，可使救生艇到達水面。另外，根據(jù)中國船級社海上移動平臺入級規(guī)范（CCS），救生艇支架的強度要求與普通設備不同，對于自升式平臺，在工作情況下，滿載滿員的救生艇下降時救生艇平臺的許用應力應為0.22倍的抗拉強度；在遷移工況時，可取平臺單邊橫搖或縱搖15°，救生艇平臺的許用應力為0.8倍的屈服強度。

2.3 直升機平臺

在生活區(qū)第四層艏部布置有直升機平臺，根據(jù)規(guī)范要求，生活區(qū)與直升機平臺連接處150°內(nèi)為有限障礙區(qū)域。在最初總布置圖設計時，直升機平臺很容易被忽視，此區(qū)域內(nèi)往往會布置舾裝結構或者房間，后期發(fā)現(xiàn)問題再修改會造成很多麻煩。因此，能避免在此區(qū)域布置的結構要盡量避免，在此區(qū)域布置的設備不可高于規(guī)范要求高度。

2.4 甲板敷料及日用燃油艙

生活區(qū)每層甲板要鋪設甲板敷料，鋪設完成后的甲板面要保持在一個水平面，因此，對于不同板厚的甲板面，在設計時，在考慮到甲板面其他結構的同時，要盡量保證甲板理論線朝下，這樣可以減少甲板敷料的找平工作，不僅節(jié)省人力，而且節(jié)約材料，降低成本。

由于自升式鉆井平臺應急發(fā)電機布置在生活區(qū)最頂層，必然要設置與之配套的日用燃油艙。需注意，燃油艙的設計規(guī)范要求不在結構部分，導致結構專業(yè)隨意設計。其實，在機械裝置與系統(tǒng)中有明確要求，燃油艙如必須與A類機械處所相鄰或位于A類機械處所之內(nèi)時，至少垂直側(cè)面之一應與機械處所限界面相鄰接，并在底部設置隔離空艙避免與火焰接觸。同時，油柜下設置足夠大小的接油盤，并配備適當尺寸的排放管。

3 結語

在生活區(qū)設計過程中，需要注意的方面還有很多，上述只從比較粗略的結構方面進行概括。隨著海洋工程結構技術水平的提高以及國際海事組織對海上人員健康的關注，結構的震動噪聲控制處理逐漸成為船舶與海洋工程結構設計中非常重要的方面，尤其在生活區(qū)，噪音會對工作人員居住、工作的舒適性產(chǎn)生影響，在極端情況下，會對人體健康產(chǎn)生嚴重危害。相信，通過設計工作的不斷改善和突破，生活區(qū)降噪工作會最終解決，為海上工作者提供更加舒適的環(huán)境。

參考文獻：

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