基于創新技術的大型組塊浮托安裝效率提升研究

中圖分類號：TE95 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945(2025)18-0029-04

Abstract:Asthedevelopmentofofshoreoilandgasresourcesadvances，large topsidesfloat-overinstalltiontechnology playsacrucialroleinengineeringpractice.However，traditionalfloat-overmethodsheavilyrelyontidalwindows，makingthem susceptibletoenvironmentalconstraints，whichafectsconstructioneficiencyandcostmanagement.Thisstudyaddresesthe criticalaspectsoffloatoveroperationsbyintroducingaseriesofinnovativetechnologies，includingarapidslingingsystem， optimizeddepwatermooringdesign，standardizedfenderingsystem，andprecisepositioningandreal-timemonitoringoffloatover barges.ThesetechnologieshavebeensuccesfullyappliedtoCaofeidian6-4，Lufeng14-4andLuda6-2projectssignificantly improvingconstructioneficiencyandsafety，reducingcosts，andprovidingstrongtechnicalsupportforthecompanytowin competitivenessindomesticandforeignmarketsTheresultsshowthattheseinnovativetechnologieshavesignificantadvantages inreducingrisks，shortening timeframesandsavingresources，andcanbewidelyappliedtofutureofshoreengineringprojects.

Keywords: float-over instalation; deepwater mooring; fendering system; ofshore engineering; float-over barge

近年來，隨著全球能源需求的增長，海洋油氣資源的開發正向大型化、深水化和復雜化方向發展。浮托安裝技術自20世紀開始發展，已逐步應用于全球多個海洋油田項目。然而，隨著組塊尺寸和重量的不斷增加，傳統浮托方法在效率、成本和風險控制方面的限制日益顯現，面臨著起重能力不足、施工時間過長、環境適應性差等問題。

針對以上挑戰，本研究提出了創新解決方案。通過研制新型斜拉筋快速下放裝置，縮短作業時間。在深水錨系設計中使用更高強度的錨鏈，替代傳統錨纜，消除預布工序；標準化護舷系統的設計使得船舶在不同項目之間能夠快速轉換，減少調整成本。此外，引入可視化監測界面，為施工過程中的快速決策提供了有力支持。這些技術的應用為公司提升國際市場的競爭力打下了堅實基礎。

1創新技術與工程應用

1.1深水錨系優化與標準化護舷系統設計

在深水浮托項目中，傳統的錨纜因長度受限，難以滿足深水錨系的穩定性需求。本項目結合陸豐14-4浮托的需求，創新性地采用廢棄錨鏈替代錨纜，優化了錨系設計。

1)技術方案：將一根 1500m 長、直徑 76mm 的錨鏈切割成6段，每段 250m ，分布在駁船的不同錨點上，提升了深水錨系(圖1)的穩定性。

2)降本增效：無須預布錨纜，減少了拖輪、恒張力絞車和其他設備的使用時間，單項目節約費用395萬元

此外，項目團隊在護舷系統(圖2)的設計上提出了標準化方案。以陸豐14-4項目為例，由于不同項目的導管架槽口間距不一致，團隊在導管架上增加了間隙條，避免了船舶護舷系統的頻繁調整。該設計使海洋石油228船能夠在南海和渤海的不同項目間自由切換，避免了多次護舷調整的成本，為公司節省了1252萬元。

2.2實時監測與可視化界面技術的應用

浮托作業受到多種動態環境因素的影響，包括風、浪、潮汐和海流。本項目首次在浮托施工中引入了免換算、可視化界面技術(圖3)，以支持現場的快速決策。

1)實時監測：系統對浮托駁船和上部組塊的6自由度運動進行實時采集與分析，并將數據與數值模擬結果進行比對，確保作業安全。

2)可視化界面：操作人員能夠通過簡潔明了的界面監測海上工況，及時調整浮托方案，減少人為誤差。

該技術在曹妃甸6-4項目中保障了冬季冰期施工的順利實施，并在陸豐14-4項目中克服了長周期波浪的影響，為浮托作業提供了有力支持。實時監測系統的應用，不僅提高了施工效率，還有效降低了風險。

2.3浮托駁船的就位與定位技術優化

浮托駁船的精確就位與定位是確保組塊與導管架順利對接的關鍵。本項目針對南海臺風和復雜海況，創新性地簡化了駁船的定位工序。

1)優化設計：取消了傳統的交叉纜和縱向纜，轉而使用海洋石油201船的絞車和纜繩，控制駁船的運動，并確保其在對接時的穩定性。

2)靈活應用：針對不同項目的需求，調整駁船的定位技術(圖4)。例如，在陸豐14-4項目中，團隊充分利用船舶設備的多功能性，實現了快速就位，并應對了臺風間隙中的復雜波浪。

通過上述創新技術的綜合應用，本項目在提高浮托施工效率、降低成本和增強安全性方面取得了顯著成果。這些技術已成功推廣至多個項目，并為公司未來在國際市場中的競爭力提供了重要支撐

3 典型項目案例分析

3.1 曹妃甸6-4項目

曹妃甸6-4項目(圖5)位于渤海灣海域，是公司首次在冬季冰期完成的大型組塊浮托安裝項目，面臨嚴峻的氣候和作業條件挑戰。項目組塊重量為 13000t 水深 30m ，需要在 8h 內完成浮托、載荷轉移及駁船退離。冰期的復雜環境對施工提出了嚴格的時間和技術要求。

為提高施工效率，項目首次應用了新型斜拉筋快速下放裝置，將拆除和下放時間從傳統的 12～14h 縮短至 430min ，為作業贏得了寶貴的潮汐時間窗口。此外，團隊采用了實時監測與可視化界面技術，對浮托過程中的駁船和組塊的運動狀態進行實時監控，確保了載荷轉移的安全性。通過可視化界面的支持，操作人員能夠及時調整施工方案，避免了突發狀況的風險。

由于不同海域的護舷系統要求不同，團隊在曹妃甸6-4項目中采用了標準化護舷系統設計，通過在導管架上增加間隙條，避免了海洋石油228船橫蕩護舷系統在不同項目間的頻繁調整。這一設計提升了作業的靈活性，使海洋石油228船在渤海和南海的項目間能夠高效切換。項目的順利實施不僅確保了施工按期完成，還為公司節省了258萬元的護舷調整成本，并為未來的冰期施工提供了寶貴經驗。

3.2陸豐14-4與旅大6-2項目

陸豐14-4項目(圖6)位于南海海域，組塊重量達15500t ，水深 144.5m 。該項目需要在臺風間隙內完成施工，面對長周期波浪的挑戰，團隊靈活應用了創新技術。通過深水錨系設計與施工技術，團隊利用廢棄的錨鏈替代傳統錨纜，取消了復雜的預布工序。這一創新不僅提升了深水作業的穩定性，還節省了拖輪和恒張力絞車的使用時間，共計節省395萬元成本。項目中引入的實時監測系統也發揮了關鍵作用，通過監測臺風間隙的波浪周期變化，項目團隊確保了作業的安全性和連貫性。

旅大6-2項目(圖7)則展示了淺水浮托作業的高效性。組塊重量為 13000t ，水深 50m ，項目團隊在短時間內高效完成了浮托作業，成功規避了冬季海況惡化的風險。團隊同樣應用了斜拉筋快速下放裝置，將拆除和下放時間縮短至 370min 。這一效率提升使作業更順暢，減少了時間壓力。旅大6-2項目還采用了標準化護舷系統，使海洋石油228船在不同項自之間能夠快速切換，為后續作業節約了大量時間和資源。

曹妃甸6-4、陸豐14-4和旅大6-2三個項目展示了公司浮托技術的全面升級與靈活應用。在嚴峻的海況和復雜的施工條件下，團隊通過技術創新實現了作業效率與安全性的雙重提升。這些項目的成功為公司在南海和渤海的市場競爭力奠定了堅實基礎，并為未來類似項目提供了寶貴的經驗和技術支持。通過在不同海域的實踐，公司不僅優化了施工流程，還節省了大量資源和成本，提升了整體市場競爭力。

4經濟效益與未來前景

4.1作業效率與成本分析

本項目的創新技術在提升浮托作業效率和降低施工成本方面取得了顯著成果。首先，斜拉筋快速下放裝置的應用將傳統的下放時間從 12～14h 縮短至5～7h 。這一提升不僅爭取了施工窗口，減少了潮汐變化對施工的影響，還顯著降低了浮托作業的時間成本。以曹妃甸6-4、旅大6-2及渤中19-4項目為例，平均每個項目節省了 6～7h 的作業時間，為公司減少了船天費用約86萬元，這3個項目累計節省成本258萬元。

在深水作業中，創新錨系設計避免了繁瑣的錨纜預布工序。通過將廢棄的錨鏈改造成新的錨系系統，項目組節省了拖輪3d、恒張力絞車 30d 的使用時間，累計節約395萬元。這一創新技術不僅減少了人力和設備的投入，還響應了降本增效的管理策略。

標準化護舷系統的設計解決了不同海域項目間的船舶護舷系統切換問題。在以往的浮托項目中，護舷系統的調整和移位費用高達726萬元。通過在陸豐14-4項目中增加間隙條，團隊大幅降低了調整成本，使海洋石油228船能夠快速切換至新的項目，單次轉換節省費用1252萬元。此外，浮托駁船的定位技術優化進一步降低了設備租賃費用，共節省絞車費用約180萬元。

4.2 市場競爭力與技術推廣前景

本項目的創新技術顯著提升了公司的市場競爭力，使其在國內外浮托安裝市場中處于領先地位。團隊通過多項技術創新解決了傳統浮托技術的瓶頸問題，如潮汐窗口的限制、錨系系統的不足及實時監測的缺失。這些技術的成功應用，為公司贏得了良好的市場口碑，并提升了在復雜海況條件下施工的能力。

未來3年內，公司已規劃了包括文昌9-7、渤中26-6、JZ23-2及曹妃甸油田區等13個浮托項目，這些項目的成功實施將帶來巨大的經濟和社會效益。通過標準化護舷系統和深水錨系技術的廣泛應用，公司可以在多個項目之間高效切換，進一步提升施工靈活性，減少停工時間，并降低項自總成本。

此外，浮托實時監測系統與可視化界面的引入，極大增強了項目團隊在現場的快速響應能力，提高了施工的安全性。這一系統的推廣使用，將為公司在未來項目中提供更有力的決策支持，并降低復雜環境中的作業風險。

本項自的創新成果在國際市場上也具有廣泛的應用潛力。隨著全球油氣開發逐步向深水和超淺水區域拓展，能夠應對多樣化環境的浮托技術將成為市場的核心競爭力。通過持續創新，公司不僅鞏固了在國內市場的領先地位，還具備了在國際市場上競爭的能力。

5 結束語

本研究圍繞大型組塊浮托安裝的關鍵環節，提出了一系列創新技術，并在多個項目中成功應用。斜拉筋快速下放裝置將作業時間大幅縮短，為浮托作業贏得了寶貴的潮汐窗口；深水錨系的優化減少了錨纜預布工序，提升了深水作業的穩定性并節約了成本；標準化護舷系統使海洋石油228船能夠靈活切換項目，提升了施工效率；實時監測與可視化界面的引入，為現場決策提供了有力支持，保障了作業安全。這些創新技術已在曹妃甸6-4、陸豐14-4和旅大6-2等項自中成功應用，累計節省成本2085萬元，為公司在國內外浮托市場的競爭力提供了有力保障。

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