淺談在建3000m鉆井船大型模塊組件吊裝工藝

蔡毓華

摘要：隨著國際海上石油的逐步開采，各種鉆井平臺等大型海上設施的需求量持續增加，致使國內外造船廠逐步擴展海洋工程裝備建造業務。海工的各類功能模塊在船廠建造結束后，由于主體結構較大，同時受場地、設備、天氣、潮水等各類因素影響，在轉移至浮式平臺的過程中存在著諸多的安全及質量風險，本文通過實例分析，就海工模塊的吊裝工藝進行一些探討。

關鍵詞：海工裝備;吊裝;船舶

本文主要介紹上海某船廠建造結束的1座鉆臺和1座生活樓，通過2000t浮吊，從船廠建造場地吊裝至具有3000m工作水深鉆井船主船體上的工藝方法，重點對吊裝前準備，吊裝工藝步驟及吊裝管控安全要點進行詳細論述和探討。

一、主要參數

母船：3000米工作水深鉆井船（艏半段，在建）

主要參數：長：124.95m（艏半段），寬：34m，高：17.35m

待裝模塊參數：

①鉆臺：長：20.0m，寬：24.6m，高：12.9m，重量：1058t

②生活樓：長：28.7m，寬：36.5m，高：23.7m，重量：1296t

浮吊參數：

長：101.6m，寬：41.6m，高：7.8m，自重：10066t

最大起重量：500t*4（主鉤），250t*2（副鉤）

最大吊高：100.16m（主鉤），108.69m（副鉤）

二、吊裝主要流程

1、鉆井船和2000t浮吊分別靠碼頭帶纜，2000t浮吊另加拋錨定位。

2、拆除鉆臺模塊與胎架結構聯接，設置纜風繩4根及15米長高度定位繩1根。

3、浮吊配吊運鋼繩/滑車，鉆臺/生活樓模塊掛設鋼繩。

4、浮吊4組主鉤統一預加少量載荷，以檢查4組鋼繩的配置、繞組是否均衡;控制浮吊4組主鉤均衡加載（因模塊結構重量分布不均，4組吊鉤的各自起重負荷也應該不一樣，以確保模塊水平為目標，需要浮吊司機微調至平衡），模塊整體平衡起升約50-100mm，檢查模塊與胎架的聯接是否完全脫離。

5、起吊模塊至15m高度，通過纜繩及錨鏈調整，將浮吊逆時針旋轉90度或平移，使得被吊模塊與鉆井船待裝區同向，將模塊吊至鉆井船上合攏口正上方。

6、鉤頭下降，模塊緩慢落在鉆井船上，同步開始調整壓載，通過葫蘆油泵并借助浮吊調整合攏口，浮吊鉤載降至300t，停止下降。合攏口調整好后，封固。

7、封固結束確認后，卸載浮吊全部負荷。確認鉆井船穩性和浮態，滿足要求后摘鉤。裝配工人繼續后續的焊接過程。

三、吊裝前準備工作

（一）人員和職責

1、建立吊運組織機構，設立指揮部。由公司分管生產副總經理擔任總指揮，分管安全及分管質量副總經理擔任副總指揮，負責吊運大節點指令的發出;項目經理擔任現場協調，安監部經理及質管部經理任現場HSE/QC指揮協助，船體車間主任負責現場施工總協調，起重車間主任負責現場吊運設備的總協調。將對講機調為統一頻道，除緊急事態處理外，禁止其他人員在頻道內隨意發布指令。

2、項目組確認鉆臺和生活樓分別完成相關的生產節點，吊點完成機加工和探傷，符合吊裝安全和質量要求，并且吊點周邊完成加強;是吊運工程的總協調和公司吊運資源的總協調，為租借的浮吊預備緊急搶修人員。

3、船體車間確保吊運配合、安裝配合、模塊狀態觀測等配合。

4、起重車間指定吊運口令執行，做好岸側和浮吊側指揮的聯接;確保吊運鋼繩繞組符合技術部門的設計。

5、安監部建立吊運安全監護小組，確認上述人員的責任落實，確保吊運所涉的人、機、料、法、環各要素符合吊運策劃，做到安全可控。

（二）設備

1、檢查確認浮吊結構狀況、卷揚機系統等性能，以及錨泊定位系統、浮吊的稱重系統、起重機械的剎車系統。

2、檢查所有起重鋼繩和卸扣、滑輪等索具，是否滿足強度設計，確認吊索具、吊梁及附件無缺陷且滿足要求，所有吊索具提供相關質檢證書。

3、鋼繩：為方便調節鋼繩長短誤差，吊鉤第一段鋼繩，采用的環形整根鋼繩。

（三）母船和待裝模塊的準備

1、對鉆井船主船體壓載艙室的密性進行檢測。按預定壓載程序，在鉆井船相應的艙室布置壓/排載泵浦及管線（該鉆井船處于建造階段，暫不具備自主調載能力）。調整好壓載水，確保鉆井船主船體保持水平，縱傾低于1%L（船長），橫傾為0°;備好應急潛水泵，用于應急情況的水尺微調。

2、在主船體甲板便于觀察位置，設置壓載高位顯示標志，保障模塊吊裝到位后調整壓載作業時的船體平衡。

3、按照吊裝重量控制程序，檢查鉆臺及生活模塊主要結構焊接情況，核對重量重心，并按照設計規范，安裝吊裝結構，做無損探傷檢驗。

4、對鉆臺及生活模塊搭載合攏口進行精度測量及修正，與主船體對接口的數據匹配，在主船體合攏口四角位置各設定500mm高的定位工裝，合攏口處搭設搭載定位用的工作人員站位平臺。

5、在鉆臺及生活模塊圍壁易觀察位置，安裝檢測水平用的透明水管，實時監測模塊起吊過程中的平衡度。

6、清除或固定模塊上所有的活動設備及結構。

拆除所有模塊與胎架的連接結構。改裝模塊建造期間的防風限位裝置為起吊脫胎導向結構，以保證模塊在脫胎過程中，不產生大的晃動;在模塊四個角各設置一根20m左右的纜風繩，以作協助定位用。

8、在模塊底部位置設置15米長定尺繩1根，以作確認模塊起升高度用。

（四）作業環境

1、根據吊裝路徑設定警戒區域，吊運過程中禁止人員進入。

2、在浮吊拋錨點設置浮式閃光燈，以警示過往船舶，將此次吊裝作業報所在地海事部門批準，獲取海事巡邏的支持。

3、關注潮汛信息，確認作業范圍內的水文;吊運時間窗口總體上避讓大潮汛，吊運當天的模塊起升初始和準備下落階段要避讓急水流。

4、提前收集氣象預報，滿足5級風，能見度7級以下方可操作。

5、爭取白天完成所有吊運動作，同時預備了現場強光照明。

四、吊裝程序

（一）吊裝鉆臺模塊

1、在鉆臺模塊和2000噸浮吊上作出檢查線，用全站儀觀測，以確定鉆臺與浮吊位置，保證鉆臺模塊重心和吊鉤中心線在同一豎直線上，避免模塊由于受力不正而發生偏移。調整好后按吊裝方案要求正確連接吊索具，如下圖所示：

2、2000 噸浮吊四鉤同步加載 30%的重量負荷，檢查確認吊環結構、吊索具、浮吊結構及設備性能，檢查4組鋼繩的配置、繞組是否均衡（不纏繞），檢查4個鉤頭的理論中心與鉆臺重心是否重合。

3、確認合格后，繼續起升鉤頭，浮吊4個主鉤增加載荷70%，確認模塊是否有異響和其他非正常情況?？刂聘〉踅y一加載，模塊整體平衡起升約50-100mm，檢查模塊與胎架的聯接是否完全脫離。如有異常，立即通知浮吊調整鉤頭載荷，達到同步要求。

4、同步起升 200mm后保持20分鐘，然后同步下降 100mm，做制動試驗，水平懸停時，記錄各個鉤頭的受力噸位。檢查確認吊環結構、吊索具、2000 噸浮吊結構及設備性能有無異?，F象，通過水平管和全站儀觀察模塊水平狀態。

5、再次確認無誤后，浮吊鉤頭繼續同步起升，通過定位繩確認起升高度15 米，靜止約5分鐘。使用望遠鏡或全站儀讀數，觀察水平管狀態。

6、達到要求的起升高度后，通過浮吊系泊纜繩將浮吊逆時針旋轉 90 度，使浮吊與鉆井船同向，且船中在同一直線上。然后移動浮吊，將鉆臺吊裝到鉆井船合攏口正上方約 1.5m高。

7、繼續下降鉤頭，距離合攏口約 300mm 高時，確認模塊是否在限位工裝范圍內，開始連接手拉葫蘆，精確調整模塊位置。

8、通過調整浮吊四個鉤頭的負荷，來保證模塊同步落在鉆井船上，此時開始通過調整壓載來保證鉆井船浮態，確保尾部橫傾吃水差小于 50mm，前后吃水差小于 200mm。

9、釋放浮吊鉤頭載荷，當剩余300t*4個鉤的載荷時，開始進行對鉆臺的封固;保持船舶浮態，觀測和調整壓載水。

10、封固結束確認后，卸載浮吊全部負荷，確認鉆井船穩性，滿足要求后摘鉤。浮吊調整索具，準備吊裝生活樓模塊，鉆井船開始進行轉向系泊。

（二）吊裝生活樓模塊

整體吊裝鉆井船生活樓的工序與鉆臺相似，差異是因生活樓結構偏弱，采取了吊梁作業。按吊裝方案要求正確連接吊索具，如下圖所示：

五、結束語

通過本文的實例講述，可見海工及船舶修造等重工行業的大件吊運工作存在著大量的風險控制點;對于此類高風險性工作，如何辨識風險并進一步的控制風險，這就需要公司系統性地運用PDCA的管理模式，通過制定目標、辨識風險，策劃實施方案并嚴格執行，并對實施效果進行監控和糾正，來保障整體項目的安全可控和公司的可持續發展。

參考文獻

[1] 卜一德.起重機械吊裝安全技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2] 王福鴻，孫灝，王磊，等.吊裝時起重物計算中心點與斜吊問題探討[J].中國修船，2011（12）.

（作者單位：上海中遠海運重工有限公司）