超大型FPSO浮船塢內對接合攏建造技術

董鶴，孫博文，蔣家坤

(啟東中遠海運海洋工程有限公司，江蘇 啟東 226200)

本文研究對象是為巴西石油公司建造的海上超大型FPSO項目。由于項目超長，船廠現有塢資源無法滿足整船在塢內一次性搭載完成的需求，因此，提出整船分兩段建造然后再對接合攏的技術方案。該技術的研究突破傳統意義上超大型船舶在塢內一次性建造完成對大型塢資源的要求。主要從大合攏的準備工作、所需要的工裝、項目的浮態、操作流程，以及合攏控制要求等方面進行研究。

超大型FPSO在塢內分為艏艉兩個半段進行搭載，但在塢內搭載前需對后期艏艉2個半段大合攏技術進行初步論證，以確定大合攏縫的劃分位置，通過前期研討確定該FPSO的大合攏縫劃分位置確定在肋位FR156處。生產階段塢內搭載完成后，艏艉2個半段相繼出塢，然后拖航至大合攏處的目標浮船塢，通過浮船塢進行2個半段的對接合攏。根據項目浮態及大合攏狀態，確定艏半段先進塢，然后艉半段進塢進行2個半段對接合攏。因為艉半段吃水較大，因此確定艉半段作為定位段在塢內先坐墩，艏半段后拉移靠近艉半段，拉移過程中需實現邊拉移，邊對浮船塢進行調載使艏艉2個半段在塢內完成最終的對接合攏。

1 FPSO及浮船塢參數

FPSO艏艉半段信息及浮船塢參數見表1。

表1 FPSO艏艉半段信息表 m

FPSO在塢內布置，見圖1。

圖1 塢內布置

大合攏在浮船塢內的布置需兼顧浮船塢及FPSO雙方的結構分布及浮船塢的艙室分布，以便于在對接合攏時艙室調載利于高效合攏，同時確保FPSO及浮船塢的結構強度不受影響[1-4]。

根據項目艏艉半段參數及浮船塢參數制定相應的大合攏技術方案，該方案的制定是指導生產安全順利完成大合攏作業的基本準則。技術方案的制定需依據相關技術圖紙資料完成，涉及的圖紙主要有大合攏項目總布置圖、浮船塢總布置圖、合攏項目大合攏口橫剖面圖，以及合攏項目重量控制報告等。

2 進塢合攏前準備

1)工具準備。全站儀、長卷尺、20 t、10 t手拉葫蘆、千斤頂、角尺、鋼尺、細鋼絲、粉線等測量工具和畫線工具。

2)艏、艉總段主結構必須完成焊接及檢驗，各密性艙室完成艙室的密性試驗，雙層底管在合攏口并作相應的密性封堵，合攏口管路接頭及連通管弄與底邊艙之間管路接頭密封，保證半條船在調配壓載水不會發生滲漏現象。同時避免發生從搭載塢拖航至大合攏塢過程中海水進入艙內現象。

3)艏總段/艉總段合攏口余量完成二次修正，完成艏總段/艉總段主尺度測量，且測量數據在允許范圍內。測量數據應包括中心線、長/寬/高、底板、甲板距基線高，甲板、龍骨水平值。測量后的數據不滿足大合攏要求是要立即對有偏差的數據進行再次修正。要完成多種不同狀態下的數據測量保證數據在可控范圍內。

4)艏總段/艉總段中心線、合攏口對合線、裝配水線檢驗線(樣沖)應清晰。其中包括甲板面、舷側外板及內縱壁對合線，2總段合攏口肋骨間距檢驗線。劃線清晰可保證在大合攏作業是清晰可見一目了然，提高合攏作業精度及效率。

5)艏總段/艉總段首尾端及左右舷側需設臨時水尺(臨時水尺劃線根據項目吃水決定，該FPSO劃線需滿足船底基線向上1～7 m范圍內每間距200 mm畫一線)用白色油漆(或人眼易于觀察的亮色)標志。在項目艉總段舷側外板FR0處通過白色油漆劃線標色，用于合攏初步定位。

6)提前準備60 m進塢牽引纜繩8根，艏總段首尾部左右各1根，艉總段首部左右各2根，提前放置于項目甲板上對應帶纜樁位置以備使用。項目主甲板上臨時纜樁及導纜孔位置按照大合攏要求布置，根據布置圖提前安裝到位。

7)船塢沉到水面至塢墩上面7.5 m處時，船塢能碰的位置(塢墻)需增加靠把共6個，左右兩邊靠把橫向寬度為2.5 m(考慮錨鏈導纜滾輪處為1.8 m左右)。LRB結構共裝8處防護輪胎，艏艉總段各均勻分布4處。通過護舷靠靶及輪胎的布置以防止艏艉兩段在進塢過程中發生碰撞損壞結構。

8)浮船塢上方頂甲板需新增4臺卷揚機，該卷揚機位置分別分布在船塢335 m和200 m處左右各放1臺，用于艏艉總段合攏時的輔助定中。

9)艏艉兩個半段的艏艉封板處各增加2個吊耳并提前連接長18 m、直徑32 mm的鋼絲繩及末端35 t卸扣1只，進塢大合攏時拖輪控制使用。

10)在FPSO外板肋位FR20、FR149、FR164、FR304距基線20 700 mm新增吊耳8個，同時提前掛好直徑32 mm、長度7 500 mm鋼絲(包括鋼絲繩及兩端卸扣長度)，進塢前鋼絲繩的末端用引纜系好且引纜另一端固定在船上，方便拋纜連接塢上鋼絲繩。

11)大合攏口處焊接施工區域提前搭好腳手平臺，方便現場施工，同時該腳手平臺及項目自身結構不得有凸出物超出艏艉兩半段的合攏口。

12)大合攏在塢內進行，根據船塢總布置圖及塢墩布置圖，塢墩整體布置承載。塢墩在布置時需兼顧FPSO結構框架及浮船塢結構框架分布情況，選擇重合的共用結構處進行布墩，以保證大合攏項目和浮船塢結構均不受到損壞。

3 合攏定位工裝

1)分別在艏艉半段合攏口處設置拉泵吊耳與拉泵馬板。進塢階段及大合攏初步拉靠時通過浮船塢絞車及牽引小車操作，當距離靠近時，合攏操作則需通過葫蘆及拉泵配合進行微調以保證合攏精度。

2)由于在合攏定位階段，整船吃水較大，工裝耳板需布置在水線面以上的區域，其操作位置現場需搭設腳手架。在水面以上位置布置可便于操作人員直接觀察對接時狀態。

3)在艉半段合攏口處的舷側及主甲板上設置封固導向馬板。作為兩半段拉移合攏時的限位，定位合攏完成后對封固導向馬板進行封焊。封固馬板安裝需提前根據封固馬板安裝布置圖在塢內搭載階段安裝完成。

4 重量分布及調載

1)重量重心，見表2。

表2 艏艉半段重量重心分布

2)壓載方式,見表3。

表3 艏艉半段壓載分布表

大合攏口處艙室自由進水。

3)合攏浮態，見表4。

表4 艏艉半段合攏前浮態

5 進塢及合攏作業流程

1)確認進塢及合攏時間，了解潮汐的變化。總段合攏應盡可能選擇在較小、無漲落潮的狀態下合攏。

2)艏半段進塢前排好塢墩并做好精度測量及報驗。

3)根據項目計劃，浮船塢開始下沉，下沉深度至少16 m，保證塢墩上表面距水面至少7.5 m。

4)艏半段通過塢墻上方的絞車和拖船進塢并定位固定。同時調整塢墻上方吊機位置，根據項目使用需求進行合理布置。

5)艉半段通過拖輪和塢墻上方的絞車拉移進塢。

6)當艉半段移位至合攏時的理論位置處停止，并通過纜繩固定艉半段四角。

7)慢慢抬升浮船塢，抬塢過程觀察水尺變化，船塢上浮并使艉半段坐墩，同時保證艏半段外底板與塢墩間隙超過1 m。

8)對艉半段坐墩情況進行精度測量，坐墩精度滿足合攏要求方可進行后續操作。為保證后續艏半段坐墩滿足需求，艉半段坐墩時中心線偏差不得超過200 mm。

9)通過浮船塢上絞車及牽引小車拖拉使艏半段緩慢靠近艉半段，當艏半段移至離合攏縫200 m左右的位置時停止，通過纜繩固定艏半段四角。

10)采用預先布置好的葫蘆拉動，通過抬塢與葫蘆配合進行艏半段定位至艏半段坐墩，再次進行精度測量。

11)合攏過程采用全站儀實時監測，保證操作時甲板面預先設定的對合線確保前中后中心位置形成三點一線，中心線偏差不大于5 mm。隨時檢查甲板、外板、中縱壁、內縱壁等是否正確對位，對合線是否對準。

12)定位完成繼續抬塢，當浮船塢甲板完全浮出水面即停止，調整大塢水平，全站儀復測甲板水平度、檢測船底中線的基線水平度。

13)艏艉兩半段合攏定位后，應密切觀察大塢吃水變化，測算大塢中拱/中垂狀態，在FPSO大合攏縫完全焊接完成之前盡量維持大塢浮態，避免焊接過程大塢中拱或中垂狀態發生變化而影響焊接質量。

6 相關技術要求

1)合攏主尺度精度要求，見表5。

表5 艏艉半段合攏總體精度控制要求 mm

2)焊接質量要求。焊縫外觀質量：焊縫成形美觀、致密、平滑向母材過渡，表面不允許有裂紋、氣孔、夾渣、焊瘤、弧坑等缺陷存在。焊縫內部質量：船體主要結構焊縫射線透視，超聲波探傷檢查焊縫內在質量。焊接質量檢查應在涂裝前進行，船體分段建造中產生的缺陷，應在合攏前修改完畢。

3)其他技術要求。合理安排切割和焊接作業，做好安全防護，高空作業時系好安全帶，嚴禁上下立體交叉作業。

提前做好必要的照明、清潔、通風、測氧測爆等工作。

纜繩、卸扣要仔細檢查，如發現磨損嚴重，需進行替換。纜繩和設備需提供有效證書。

在進行操作前現場工作班組應召開臨時會議，確定各方操作人員準備工作是否已經達到相關要求。

上述所有程序必須符合相關的規范要求和安全生產的相關規定。

7 結論

通過對超大型FPSO 2半段建造再對接合攏技術的研究，表明該項技術在常規船型項目上適用性強，通用性高。針對不同的船型在對接合攏技術方案上大同小異，根據不同船型的主尺度，主要體現在船長、型寬、型深及切斷面結構特點等，可依據具體的區別點及浮船塢資源特性進行具體分析及細節優化。該技術的研究同時也表明浮船塢內對接合攏與干船塢內對接合攏又有所不同，對目標項目的浮態要求及船塢內塢墩的排布有不同的要求。因此，針對不同的船舶及不同類型的船塢資源，在普通常規船型2段建造再對接合攏技術上進行具體研究可形成系統性技術參考。