半潜式平台上船体整体安装导向装置介绍*

未俊丰 李天侠 刘淑香

(烟台来福士海洋工程有限公司 烟台 264000)

半潜式平台上船体整体安装导向装置介绍*

未俊丰 李天侠 刘淑香

(烟台来福士海洋工程有限公司 烟台 264000)

导向;合拢;半潜式平台;海洋工程

合拢导向在大型钢结构件合拢过程中起到十分重要的作用,尤其在海洋工程装备建造领域,由于其结构复杂多样,起升吨位大,合拢条件较差,所以导向系统的好与坏直接关系到合拢的成与败。本文介绍一种半潜石油钻井平台整体合拢导向方式。

0 引 言

近年来,我国的海洋工程装备建造能力取得了长足的进步,尤其是起重能力可到20 000 t、世界第一吊在烟台来福士海洋工程有限公司的建成更具有划时代的意义。它的建成改变了半潜式平台的上船体通常采用的分段安装方法,使得平台上下两部分结构可以同时分别建造,并最后将上万吨的上船体起吊进行整体合拢,如图1所示。整体吊装无疑会大大提高劳动生产效率,缩短船舶建造周期,降低建造成本。

图1 半潜式平台上下船体整体合拢

在该大型结构合拢过程中,导向装置起到十分重要的作用,它直接关系到合拢的进程和操作安全。本文以烟台来福士海洋工程有限公司成功合拢的Schahin半潜式平台项目为例,对合拢导向的设计进行阐述。

1 Schahin半潜平台结构形式

Schahin项目是烟台来福士为巴西国家石油公司的深水半潜式采油平台,该平台为一艘四立柱平台,其主要结构由上船体、立柱、下浮体、水平桁撑组成。图2为上船体(带有1m的立柱),图3为下船体包含下浮体、水平桁撑及大部分立柱。

图2 上船体合拢区域结构形式

图3 Schahin下船体结构形式

上下船体主要尺寸参数如下:

上船体:长度:68.615 m;型宽:67.1m;型深:8.075 m;重量:12 000 t。在合拢时上船体所带立柱(高1m)同下船体上的立柱对接。

下船体:总长:105上m;总宽:73 m,高度:24.91 m。

利用大吨位吊机将重达12 000 t的平台上船体整体吊装从而实现上下船体的合拢建造。

2 导向装置的结构形式

该导向装置由两部分组成:一级导向销轴和二级导向板,如图4所示。该导向系统由钢管和钢板焊接而成,其中销轴和导向套之间的间隙可根据合拢工况及上下船体相对位置的可调节量等进行设计。

图4 导向装置结构

一级导向系统分为导向销和导向套,数量为两套,如图示5所示。导向销设置在下船体船艏及船艉顶端外板上,导向套对应的焊在上船体底部进行配合。由于滑移下水时轨道高度的限制,故考虑将较长的导向销放置在下船体上。

一级导向可调节整体的基本位置,让上、下船体在有限的空间内有小幅度的移动,进行初步定位,缓冲装配时带来的巨大冲击应力。这样能够限制上、下船体之间的偏移及转动范围,为第二级导向的精确对位提供必要条件。

二级导向有多组导向板组成,根据实际情况,均匀的分布在下船体立柱顶端外板及舱壁上,下落上船体使上下船体端舱壁板沿二级导板的作用下精确对位。其结构形式及对位方式如图6所示。

图5 一级导向销轴俯视

图6 二级导向板

下船体由于水平桁撑重力影响,使下船体下水漂浮时重心与浮心产生偏差,势必会造成下船体顶端结构向内侧倾斜,如图7所示。

图7 下船体重力和浮力的关系

在合拢时需要使用千斤顶(如图8)对上下船体相对位置进行调整,若偏差较大则可采用将舱壁板纵向剖开调整到位后再焊接,或采取局部换板方式,满足DNV等船级社对于倾斜角tgα=1∶100的要求。

3 结 语

图8 千斤顶调整位置示意图

图9 管型结构合拢范例

本合拢方式的优点在于:设置两级导向装置,上、下船体合拢时,第一级导向装置的轴套套入导向销轴,进行初步对位,为第二级导向的精确对位提供必要条件;在导向销轴部分插入轴套内后,上船体或/和下船体的壁板接触第二级导向装置,两级导向装置同时作用,最终达到精准合拢,从而节省了大量的时间。

当然,合拢导向的形式与吊装物体的结构形式有密切的关系。如图9形式为管架结构的合拢导向方式,直接利用圆管制作成导向销轴,要根据现场实际情况,做到导向装置要轻便、效果明显、易对位等特点。

[1] DNV-OS-C401,Fabrication and testing of offshore structures[S].Det Norske Veritas.April 2004.

[2] Rules for planning and execution of Marine Operations[S].Det Norske Veritas.1996.

[3] J.G.Mayfield,Lowell Johnston＆Assocs.Inc.,and M.E.Zimmerman,chevron U.S.A.Inc.Notes on heavy design lifting[R].Offshore Technology Conference.1986.

Guiding System for the Deck box Assembly of the Semi-submersible Rig

Wei Junfeng Li Tianxia Liu Shuxiang

guiding system;mating;semi-submersible rig;marine engineering

The guiding system is very important for the large steel structure assembly,especially in the marine engineering field.It plays a critical role for the marine engineering mating as the more complex structure,heavy lifting and bad mating condition.A guiding system has been introduced for the Deck box assembly of the semi submersible rig.

U 674.38+1

A

1001-9855(2010)06-0044-03

2010-07-12

未俊丰(1982-)男,河北人,经理,主要从事吊装工艺设计,强度校核等方面的工作。

李天侠(1971-)男,山东人,经理,工程师,主要从事吊装设计、吊装工艺及吊装操作方面的管理工作。

刘淑香(1979-)女,黑龙江人,设计员,工程师,主要从事吊装设计,强度校核等方面的工作。