海洋平台上部组块生活楼建造中整体翻身吊装技术的应用.pdf
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1、 38 天 津 科 技第 50 卷 第 9 期第 50 卷 第 9 期2023 年 9 月Vol.50 No.9Sept.2023天 津 科 技 TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY收稿日期:2023-09-021 研究背景随着海洋石油勘探开发的持续推进,我国广大的沿海海域油气开发热潮不断,但国内从事海洋工程建设的企业却非常有限,每个企业都是满负荷甚至超负荷运行。以本公司为例,目前拥有天津塘沽、青岛和珠海 3 个建造基地,年钢材加工总量高达 60 万t,但拥有滑道总数仅为 16 条,每年仅国内的生产项目就多达几十个,每个生产项目所面临的场地资源短缺非常严重,如重型履带吊机、滑道
2、等限制性资源对项目建造的进度和实施起着决定性作用。滑道资源稀缺迫使我们创新改变、尽量减少每个组块在滑道上的建造时间,这就需要尽量减少空间作业,因此,需考虑建造一体化和甲板片“反造”;目前组块的甲板片都已经采取一体化建造,而生活楼还是在组块上建造,其建造时间长,大量占用滑道资源,如果能够将其挪到场地上反造,待整体建造好后再翻身吊装到组块上,将会大幅缩短滑道的占用时间。2 研究对象以作者参与的某个油田的某期生产项目为例,应用技术海洋平台上部组块生活楼建造中整体翻身吊装技术的应用蓝国阳,胡性涛,阮胜福,李雯静(海洋石油工程股份有限公司 天津 300452)摘 要:在海洋工程设施的开发过程中,很多生产
3、项目的进展都受限于施工场地资源。为了解决公司建造场地滑道资源紧缺的现状,通过对生活楼建造工艺的研究,创造性地将组块上面的生活楼挪到场地反向建造,再翻身吊装上组块,极大地缩短了组块在滑道上建造的时间,从而缓解滑道资源紧缺的局面。为实现这一建造工艺的优化,重点是要分析整个翻身吊装过程不利工况的受力问题,通过SACS软件进行整个翻身吊装过程的模拟,计算出吊装过程中的结构强度和变形是否满足要求,进而决定其是否可以应用于实际。关键词:生活楼 翻身吊装 偏心 强度 变形中图分类号:U673.2 文献标志码:A 文章编号:1006-8945(2023)09-0038-04Application of Int
4、egral Turnover Lifting Technology in Construction of Offshore Platform Topside Living Quarter LAN Guoyang,HU Xingtao,RUAN Shengfu,LI Wenjing(Offshore Oil Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 300452,China)Abstract:In the development process of marine engineering facilities,the progress of many production pro
5、jects is limited by the constraints of construction site resources.In order to address the current shortage of skidway resources in the company s construction site,through the research on the construction technology of living quarter,the living quarter on the module is creatively moved to the site f
6、or reverse construction,then is lifted onto the module,which greatly shortens the construction time on the skidway,thus solving the shortage of skidway resource.In order to realize the optimization of this construction technology,the key point is to analyze the stress problems of unfavorable working
7、 conditions during the integral turnover lifting process,through SACS software to simulate the integral turnover lifting,and calculate whether the structural strength and deformation in turnover lifting process meet the requirements,so as to determine whether it can be applied in practice.Key words:
8、living quarter;turnover lifting;eccentricity;strength;deformation 39 2023 年 9 月直线上,生活楼会加速自由侧翻,进而对吊机形成瞬间冲击力,所以放置枕木之后转动到这个角度能阻止其自由侧翻的过程,以实现有效控制。利用CAD建立的吊装过程模拟图见图 3。图 2 吊装站位模拟Fig.2 Lifting position simulation 图 3 生活楼翻身模拟 1Fig.3 Lifting quarter turnover simulation 1随着右侧的上抬,左侧也会离地,当离地到一定高度直至左侧倒地枕木支撑处也离地一
9、定高度时,利用CAD建立的吊装过程模拟图见图 4。图 4 生活楼翻身模拟 2Fig.4 Lifting quarter turnover simulation 2将钢丝绳悬挂在左侧吊点上,利用另外一台履带吊在右侧缓慢将左侧抬起到一定高度,直至翻身水平,最后利用 2 台吊机吊装就位。利用CAD建立该项目主要包括 2 个井口平台,都属于固定式海洋平台类型1,下部结构主要由导管架和钢桩组成,上部结构主要包括井口生产组块和用于员工生活的生活楼模块。生活楼模块是坐落在上部组块最顶层甲板上的独立框架式结构。生活楼模块有 3 层甲板,其中需要翻身吊装的是生活楼模块的上面 2 层。2 个平台的生活楼模块外形尺
10、寸一样,其中最上层甲板外形尺寸为 26 m8.8 m4 m,结构重量为 45 t;中间夹层尺寸为 30.85 m16.85 m4 m,结构重量为 65 t。2.1 特点关于生活楼整体反造、翻身吊装的实践2,从建造工艺来说,它具有 2 个可操作性的特点:结构重量较小,翻身吊装完全可以实现;公司甲板片的反造技术很成熟。但是翻身吊装也面临着不少问题,因为整体反造完工的生活楼相当于一个大尺寸箱型体,但跟其他箱型体比较,它又具有自己独特的特征,这主要体现在:一是生活楼四周带有墙皮骨架,所以整体反造完的生活楼相当于一个大而空的箱型体,箱型体的翻身吊装本来就应用不多,更何况是如此大而空的箱型体,面临的难度很
11、大;二是重量分布很不均匀,重量分布几乎在靠近甲板片一端,偏坠特别厉害,翻身过程中结构的强度和稳性是否满足要求,特别是墙皮的变形程度都需要特别关注;三是形状不规则,两侧都有外伸部分,这会给翻身时提供支撑造成很大不便。2.2 实施方法以生活楼中间层甲板片为例。2.2.1 吊装步骤首先在场地上翻身建造,完成吊装前期的准备工作,建造好的生活楼甲板片不仅包括水平片、墙皮骨架支撑和墙皮,还应该包括两侧供吊装的临时吊点,一侧 2 个,利用XSTEEL模拟的 3D模型见图 1。图 1 生活楼模型Fig.1 Living quarter 3d model以右侧底部的工字钢为支撑,利用履带吊将钢丝绳悬在左侧,先将
12、左侧吊起,并随着高度的上升实现角度的旋转,利用CAD建立的吊装站位图见图 2。在此过程中,随着翻身角度的变大,应该在左侧墙皮倒地的地方放置一定高度的枕木,以防止当上吊到一定高度时,生活楼的重心与钢丝绳处于同一铅垂 蓝国阳等:海洋平台上部组块生活楼建造中整体翻身吊装技术的应用 40 天 津 科 技第 50 卷 第 9 期的吊装站位图见图 5。图 5 生活楼翻身吊装模拟Fig.5 Lifting quarter turnover lifting simulation2.2.2 翻身吊装过程受力分析整个吊装动态过程可以简化为几个不同吊装角度的吊装就位分析3,本文以受力比较危险的 0 和81 为例,通
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