海洋石油平臺吊機非常規安裝設計分析

王春光

(中海石油(中國)有限公司 天津分公司，天津 300459)

1 平臺吊機概述

吊機是海洋石油平臺(以下簡稱平臺)甲板上必備的配套起重設備，是海洋油氣開發作業中重要的生產和安全設備，在平臺的日常生產中擔負著各類物料的吊裝轉運和人員上下平臺的吊送。平臺吊機工作運行需要起升、變幅和回轉這3個基本運動相互配合才能實現，各動作均采用液壓驅動，各動作通過液壓比例換向閥實現換向和調速功能，所有動作的控制手柄布置在駕駛室內。其中2個動作同時運行稱“兩聯動”，3個動作同時運行稱為“三聯動”。吊機在主起升、變幅系統中設置了單向平衡閥，在回轉系統中設置了雙向平衡閥。吊機聯動功能是吊機能否適應海上惡劣工作環境的主要影響因素，對整個平臺的正常生產至關重要。

1.1 平臺吊機結構

WHPA平臺吊機整體質量約84 t，結構部分主要包括4大部分：吊臂、轉臺、A 字架和基柱。吊臂、轉臺和A字架結構組成吊機的回轉部分，通過回轉支撐與基柱相連，吊臂通過滑動軸承安裝在轉臺的前端，A 字架結構與轉臺通過銷軸連接，在A 字架的頂部布置有滑輪系統。吊機上的所有工作通道、平臺及回轉平臺沿邊均設置有護欄。

吊臂為桁架式結構，主要由超高強度鋼管和鋼板等焊接而成，吊臂頭部安裝了變幅滑輪組、主鉤滑輪組。轉臺與A字架均為鋼板焊接而成的板梁結構，兩者通過銷軸聯接，轉臺上安裝有回轉機構、變幅機構、機房、駕駛室等，A字架上安裝有變幅滑輪組。上部基柱由法蘭、高強度板卷制的筒體結構和相應加強結構焊接而成，基柱法蘭通過高強度螺栓與回轉支撐連接，平臺吊機結構示意圖如圖1所示。

圖1 平臺吊機結構示意圖

1.2 平臺吊機安裝設計思路

該項目WHPA平臺吊機因其所在位置距離平臺鉆修機橇塊較近，吊機立柱底部與鉆修機橇塊最近距離約1.2 m，頂部吊機工作平臺占據鉆修機撬塊上部空間。如果按照以往項目，平臺吊機在陸地焊接安裝完畢，會因平臺吊機整體位置的隔擋，導致鉆修機橇塊無法到達原定設計位置進行安裝就位，而且吊裝過程中極易發生鉆修機橇塊與平臺吊機碰撞的可能，給施工作業帶來了很大的難度和較高的風險。

經過設計人員多次討論，最終制定了一個比較安全可行的施工方案，即平臺在出海安裝就位后，先進行鉆修機橇塊的安裝，再進行吊機的安裝。為了確保平臺吊機在海上安裝后能夠正常的投入使用，要提前將吊機在陸地進行結構組裝，并安裝到平臺上進行相關功能性調試和運行。在平臺拖拉裝船前，根據海上安裝的便捷和安全性將吊機拆解成3大部分，即立柱部分、吊臂部分、附件部分。由特定船運送到平臺附近，待鉆修機橇塊全部安裝完畢后，再由藍鯨號浮吊協助進行電動吊機的安裝。

2 安裝方案分析

2.1 施工前準備

1)為確保吊機裝船運輸安全和海上快速安裝，在陸地拆卸時將吊機拆解成3大部分，第一部分為立柱總成，包括：基柱、轉臺、電動機動力裝置、駕駛室、A字架等。第二部分為吊臂總成，包括：吊臂、滑輪組等。第三部分為附件，包括：鋼絲繩、滾筒、動滑輪、吊鉤等。

2)為確保施工中吊機立柱與平臺結構的連接安裝能夠準確、快捷，在留在平臺上的結構立柱上點焊8個間隙固定塊，以減少吊機在就位時的同軸度誤差，間隙塊應與立柱外表面齊平安裝。間隙塊安裝位置示意圖見圖2所示。

圖2 間隙塊安裝位置示意圖

3)在吊機立柱總成調直過程中，如果出現立柱總體傾斜情況，使用千斤頂等機具作用在吊機立柱底部將立柱頂正。從船上卸下立柱總成時，將裝船固定時焊接在吊機立柱底部上的輔助板，在其過焊口處沿水平方向切除，平臺安裝連接時，通過千斤頂作用在立柱底部的固定支座上，進行立柱垂直度調整。

2.2 立柱總成安裝

吊機立柱總成質量、高度較大，是本次安裝工作的重點和難點，對施工人員的技術能力要求也非常高。為確保吊裝的安全可靠，根據吊機立柱信息(見表1)，通過詳細的計算確定施工時所需的吊索具信息(見表2)，且所有吊索具均需有合格證和CCSI檢驗證書，方能使用。

表1 吊機立柱信息

表2 吊索具信息

立柱總成吊裝到平臺上方后，開始進行吊機立柱的安裝。參照之前劃好的2條標定線，確定結構立柱安裝的方位示意圖。確定好安裝方位后，參照之前標記的4個標定點，確保上下兩點所在直線垂直，吊機立柱標定點示意圖如圖3所示。

圖3 吊機立柱標定點示意圖

待調整完畢后，重新測量吊機立柱4個標定點所在直線是否垂直，垂直度是否滿足設計要求。待相關人員簽署吊機立柱垂直度檢測報告后,方可進行下一步工序。滿足要求后經第三方檢驗合格，按照結構圖紙要求對立柱進行焊接工作。待焊接檢驗合格后才允許摘鉤，在以上工作過程中，不能摘鉤，浮吊一直處于工作狀態，防止意外發生。在吊機立柱周圍搭設腳手架，方便施工人員對吊機立柱上的輔助部件進行安裝和吊索具的拆卸。

2.3 吊臂的安裝

吊機立柱總成安裝完成后，吊機主體方向如果影響到吊臂的安裝，應將吊機主體方向調整到適合吊臂安裝的方向，即吊機主體上連接吊臂的銷軸、吊機休息臂、吊臂頭在一個方向，用銷軸固定。吊臂與吊機主體連接后直接放置到吊機休息臂上。

2.4 附件的安裝

主、副鋼絲繩的穿繩，動滑輪的安裝以及主、副鉤的安裝都要嚴格按照廠家技術規范要求進行。此項工作程序與陸地施工基本相同，難度較小。

3 安全技術分析

整個施工過程必須嚴格按照技術規范進行，一旦出現問題都將給整個項目帶來很大的損失，因此施工中必須嚴格按照如下幾個方面進行操作。

1)吊機安裝時，應選在天氣、海況良好的時候進行，否則會增加施工難度和風險。

2)所有的焊接工作都應參照焊接規格書要求進行。

3)吊機立柱焊接應參照結構圖紙要求進行。

4)在安裝過程中，一定要確保上一工序驗收合格后再進行下一工序，只有這樣才能確保整個施工是安全可靠的。

5)吊機立柱安裝時，一定要確保其標記點所在直線垂直后再進行焊接。

6)吊機鋼絲繩、吊鉤的安裝一定要嚴格按照廠家指導規范。如出現失誤，會加快鋼絲繩磨損，減少使用壽命，增大工作中的風險。