“勘探四號”半潛式鉆井平臺居住艙室的整體換新

許正杰，王小華

（招商局重工（深圳）有限公司，深圳 518054）

1 前言

半潛式鉆井平臺是應用最為廣泛的深水采油設施。鉆井平臺作為一個可移動的“海上小區”，船員要長期工作生活在平臺上，因此平臺的居住艙室無論是空間大小，還是艙室布置的合理性，對于船員的居住舒適度都尤為重要。本文對“勘探四號”半潛式鉆井平臺居住艙室改造工程，從設計到施工階段的主要流程及方案進行闡述。

2 居住艙室改造

“勘探四號”是1983年由新加坡遠東船廠建造的一艘半潛式鉆井平臺，為L－907型，入級于ABS，最大鉆井作業深度為7 620 m，最大作業水深600 m。該平臺建造至今已服役近40年，生活設施老舊，僅滿足基本的居住功能，環保、噪音標準都較低。本次改造主要是把主甲板上現有的2層居住艙室全部拆除，進行整體預制換新，新造居住艙室為3層，直升機甲板需滿足MI-8和S-92型直升機起降要求。

本項目除了居住艙室改造，還包含首部救生艇平臺和主拖纜回收架的設計與建造：居住艙室后部與原機械艙室連接處進行保溫隔音設計建造；尾部救生艇及平臺的配套升級改造；配電間改造；內外通導及娛樂系統改造；空調、通風、冷藏系統改造；衛生單元及真空系統、污水處理系統改造等。

2.1 改造方案

2.1.1 改造后重量重心計算

根據業主提供的改造方案，居住艙室加高加重，平臺重心抬高。為保證平臺在額定載荷作業工況下的穩性滿足要求，盡量減少新艙室的重量，優化設計，采用高強度壁板及加強材。

2.1.2 強度有限元計算

根據船級社規范對居住艙室模型進行強度計算分析，有限元計算模型見圖1。

圖1 居住艙室結構強度有限元計算模型

2.1.3艙室布置

新居住艙室除了滿足業主對艙室布置及居住條件要求外，還要同時滿足《2006年海事勞工公約》對船員居住艙室層高以及 IMO Resolution A.468 （XII）Codes of Noise Levels on Board Ships對噪音要求。

為滿足130人的生活居住空間，三層居住艙室總體布置劃分為：一樓休息室、更衣室、洗衣間、廚房、餐廳、干濕食品儲存間、醫務室、四人間等；二樓全都是2人間居住區；三樓布置中控室、工程師辦公室、作業公司辦公室、平臺經理室內、電氣間、電池間、通訊、報房等控制操作區；頂甲板作為直升機甲板。

2.1.4 設計難點

（1）原船圖紙資料殘缺不齊，從中控到主船體的所有電氣系統需要在新居住艙室建造后恢復；所有系統需要實船勘驗，電纜路徑以及穿艙位置需要整理以防遺漏；

（2）大量復用回裝的設備尺寸需要現場測量后，再考慮房間布置是否有足夠空間；

（3）為了維修方便，每層的空調風管、居住艙室黑灰水及消防管路、電纜路徑布置都集中在走廊位置，需要考慮各專業布置的合理性，避免干涉和破壞大量的甲板大梁。

2.1.5 設計優化

生活區舒適性升級，主要通過居住艙室層高、布局、通風、降噪、環保、娛樂等方面進行優化，主要如下:

（1）居住處所凈高不低于2.2 m，保證船員空間舒適；

（2）采用中央空調處理器AHU對各個艙室進行通風，減少空調風管系統噪音；

（3）居住艙室和機械艙室，通過設置一道鋼制水密艙壁進行物理分隔，各場所噪音和震動數值達到UK HSE 的OTO 068-2001的噪音和振動標準；

（4）通過衛星天線升級改造，豐富網絡多媒體電視節目、娛樂系統。

2.2 改造施工

2.2.1舊艙室拆除

（1）電纜拆除

根據實際情況，對舊居住艙室內部附屬電氣系統進行分類，每個系統的電纜終端進行編號，電纜端口記錄對應的設備接口;對要回裝的電纜進行保護性拆除、綁扎；對廢棄的電纜進行拆除；對新舊對接的電纜在穿艙件的位置進行標記。

（2）管線拆除

根據舊居住艙室管線系統布置圖，拆除前需摸查清楚各類管線的走向及用途，畫出大致走向圖；測量標識記錄穿艙件的位置圖，管線拆除前與船方核對，根據各管路線的性質逐根做好順序編號，確認需要更換的管線、閥門及需要拆檢修理的閥件，并打上標記和馬克。

（3）設備拆除

設備拆除前與平臺方核對，根據設備的名稱、樓層、房號、通道等區域做好標識牌和馬克；先停止舊居住艙室的設備使用，后斷開設備電源，從接線盒處斷開設備的主力電纜及控制電纜、空氣管線等； 測量檢查拆前設備的相序間以及接地絕緣電阻，并與平臺方確認修理還是拆裝，并做好標識。

檢查確認原設備底座結構狀態，是否換新或保護性拆裝，并做好標識；如保護性拆裝，則設備連同底座一起保護性拆除并運回船廠存放；新底座預制后，盡可能地在船臺上的新居住艙室分段中進行預裝，鋪設好附屬管線以及電纜走向，并預留好進出設備的調整管以及電纜長度。

拆除的設備或預裝后的設備，必須做好防火、防潮、防碰、防丟失、防人為損壞等保護措施，最后入庫保存，并做好記錄。

（4）艙室分段拆除

為節約工期，舊居住艙室進行整體拆除吊裝，吊裝前要詳細考慮舊居住艙室重量重心位置及結構的強度性；吊裝前將舊居住艙室里面可移動的物體進行加固或者拆除，對吊裝有影響的部位先拆除；對艙室結構強度進行計算，并對吊點附件的結構和其余結部分構薄弱地方進行加強。

切割時應確保先將艙室內部的縱、橫隔艙板及關聯的“T”或“十”字拐角處結構割斷，在吊機掛好鋼絲并達到指定受力標準后，再對外壁及結構進行切割，切割完成后由專業起重指揮起吊，達到預先提供的重量參數時，檢查分段脫離船體的情況，如完全脫離則繼續指揮起吊，如不完全脫離則應進行記錄，待吊機釋放拉力至指定的受力標準后再次進行切割，重新指揮起吊。

2.2.2 新艙室建造

（1）材料準備

為在保證艙室結構強度的前提下盡可能減輕平臺重量，經有限元強度計算結果，壁板及加強角鋼都選用AH36、DH36高強度材料。

（2）分段建造

艙室進行100%三維建模生產設計，全面采取模塊化、區域化設計；分段采用平地造船工法在水平船臺上按分段總組建造，總組完成后使用浮吊吊裝與平臺進行合攏。

居住艙室作為一個獨立完整的模塊，可以采用現代先進造船模式實施殼、舾、涂一體化建造方針，按流程、分段、區域組織生產，實施托盤化管理，擴大單元化生產范圍，通過大量先進工法應用，提高生產效率和建造質量，確保安全及時交船。

（3）主要建造流程

生產設計圖紙審查→ 鋼材訂貨→ 鋼材預處理→數控切割→ 小組裝→ 中組裝→ 大組裝→ 分段預舾裝→ 分段完整性檢查→ 分段涂裝→ 分段總組→ 艙室密性試驗→ 總段涂裝→ 合攏吊裝。艙室總段建造，見圖2所示。

圖2 居住艙室總段建造

2.2.3 新艙室總段安裝

由于工期緊張，經過前期方案制定評估，結合本廠實際情況，提出居住艙室三層分左右2個總段吊裝方案：

（1）新居住艙室長31.4 m、寬52.8 m、高9 m、共分3層，每層高度3 m，頂層甲板左舷部分與向首延伸支撐甲板共為直升機甲板平臺；劃分成2個總段，總段分別長25.4 m和27.4 m，每個總段頂部設置有8組吊點，單個吊排設計承載力60 t，吊排區域板材予以挖換，換為厚度及強度更大的板材；第2層突出第3層側壁部分，由斜撐管連接至第3層側壁加強。

（2）經有限元分析計算，分段按此方式吊裝能夠滿足強度要求，變形處于合理范圍內，不會影響分段結構強度及內裝材料完整性，縮短了建造工期。吊裝強度分析，見圖3所示。

圖3 居住艙室分段吊運強度分析

（3）對總組分段重量重心以及吊高，最終選用浮吊吊裝，浮吊各項參數均滿足吊裝要求。雖然總段重心不在中線，但是浮吊配置的雙副鉤作業，使居住艙室總段能夠在重心不居中的情況下吊平，避免起鉤時出現大幅度晃動。

（4）由于是居住艙室是兩個總段吊裝，因此對甲板的平整度有嚴格要求，如甲板存在變形情況，就會造成左右分段對接出現高低錯位偏離。因而在分段吊裝前，需對甲板表面用全站儀進行測水平，根據變形量提前在艙壁定位線上加扁鐵墊平，確保總段的平整對接。

由于準備充分，最終吊裝過程十分順利、平穩，吊裝完成后，分段結構未發生塑性變形，各項監控尺寸均處于誤差范圍內，所有已安裝設備和窗戶玻璃等均未被破壞，見4所示。

圖4 居住艙室總段吊裝

2.2.4 新艙室交付

新居住艙室整體總段吊裝上平臺，完成與主甲板的焊接，按照設計圖進行新舊系統的對接恢復，完成內裝工程及各個系統的調試；交鑰匙前對全部艙室進行一次完整的消毒，并對飲用水質量、空氣甲醛含量等有害氣體進行檢測；入住前完成噪音、振動、通風以及照度的測試并提供相關圖紙和報告；相關試驗完成后，船廠協助船東、船檢做最后的驗收工作，并按照合同和技術規格書的要求按期交付。

3 結語

舊平臺居住艙室整體換新，是為了滿足最新規范及公約的要求，在保障平臺現有的作業功能前提下，更加合理的布置平臺上的居住艙室空間、配套設施，讓船員居住處所整體舒適度得到提升。此類舊平臺居住艙室整體換新改造，相比整個新造一艘平臺來講，成本低很多，相信在未來會有較好的市場前景。