文昌水下基盘安装工艺

　　摘要：文章以文昌项目水下基盘安装作为例子描述了吸力桩式基盘安装所需装备、关键技术和主要工艺过程。为后续南海或者较深水安装类似的水下基盘提供了借鉴。
　　关键词：安装工艺；水下基盘；吸力桩
　　
　　一、引言
　　为了缩短油田整体建设工期，较深水海上油田目前多数采用在预安装海底基盘上进行预钻井的方案来进行开发。预钻井完成后，临时弃井，然后进行导管架及上部模块的安装，最后用导管架平台上的修井机进行回接及完井作业。由于钻井作业和平台设施的工程设计与建造同时进行，达到了大大缩短投产前的开发周期的目的。这样既节省了油田开发成本，又减少了施工船舶受到深水恶劣天气的影响。
　　技术因素即安装施工中所采取的手段，在施工建设的诸多因素中占有举足轻重的地位。海上安装工程成本巨大、风险巨大、环境恶劣、情况也十分复杂，优良的技术和合理的工艺过程，能提高工作效率、降低风险、节约成本、提高安全性和可靠性。传统的基盘锚固桩的安装工艺是采用“打入桩”的形式，本文介绍了基盘的“吸力桩式”安装工艺，研究意义在于：工程实践为海洋工程基础理论研究提供了现实基础；通过现有工程项目实施的描述，推广和传播成熟的技术、开发新技术；改善工艺过程、提高效率、节约成本，为企业创造更高的利润；优化施工工艺，为健康安全和环保（HSE）提供必要的保证。
　　二、文昌19-1WHPA基盘安装
　　文昌19-1\\15-1A\\14-3A\\8-3A油田位于南海北部海域珠江口盆地西部，距离海南文昌县148公里-185公里。开发井数总共26口，其中18口水平井，7口定向井，1口“鱼骨刺”井。本文以文昌19-1WHPA基盘的安装工艺为例来介绍文昌油田基盘的安装工艺。
　　文昌19-1WHPA基盘结构形式为吸力桩形式，吸力桩直径为3.5m、壁厚为15mm、高度为8.0m。在3个吸力桩的顶部中心焊有中心柱，吸力桩中心通过基盘导向筒（直径762mm）和撑杆与基盘连接。该结构的总重量为131t。
　　文昌19-1WHPA吸力桩式基盘海上安装主要包括四个阶段：码头装船；海上运输；基盘入水；基盘沉放。
　　第一，码头装船固定。基盘结构、设备和集装箱等物品全部运至码头；浮吊吊装基盘到7000吨驳船上，并焊接固定；吊装ROV设备和集装箱装载在浮吊甲板上，并焊接固定。
　　第二，海上运输。装船固定工作就绪后，浮吊和7000吨级驳船分别挂缆由拖轮拖航到达施工海域。
　　第三，船舶抛锚就位。浮吊和驳船拖航到预定海域后，在安装坐标位置附近抛锚就位，此时浮吊的中轴线与基盘安装设计方位角一致。
　　第四，基盘吊装入水和吸力桩初始入泥。一是大力号升起扒杆，使用主钩对基盘挂缆，同时在辅钩上挂1根150t×50m的吊装钢丝绳，钢丝绳另一端与基盘吊装钢缆相连，并使辅钩上吊装钢丝绳保持松弛状态。二是启动吊机，主钩吊起基盘约1米高，旋转扒杆至船艉部，此时辅钩下的吊装钢丝绳保持松弛状态，主钩将基盘吊放到水面。三是主钩继续下放基盘，当辅钩上挂着的吊装钢丝绳拉直并受力时，将主钩从基盘吊缆上解脱出来，这样辅钩就吊装着基盘，实现了水下基盘吊装倒扣。四是浮吊辅钩继续下放基盘。通过移动扒杆或移船，使水下接近泥面的基盘平面移动和小范围转动，通过电罗经监测基盘的方位角，通过短基线信标监测基盘的坐标，直到坐标和方位角均满足设计安装精度时，停止移动基盘。五是辅钩再次下放基盘，基盘靠自重使其吸力锚贯入土壤，并形成可吸力沉放的桩土密封条件。
　　第五，吸力桩贯入。一是在吊缆保持一定吊力的状态下，启动泵系统，抽取吸力桩筒内的水。吸力桩在桩顶内外压差的作用下贯入海底土壤。在这过程中，适时进行吸力桩倾斜度测量和吸力桩入泥深度测量直到吸力桩的顶部基本与泥面齐平为止。二是若基盘沉放过程中实时测量的倾斜度超过允许倾斜度时，则通过换向阀改变泵的流向，向吸力桩内注水从而将吸力桩顶起。通过调整三个吸力桩不同的顶起高度调整基盘倾斜度，直到满足要求；然后再重新吸力贯入，直到沉放到位的基盘的倾斜度小于允许倾斜度。
　　第六，施工机具回收。基盘安装完毕之后，ROV协助液压卸扣、泵系统和钢丝绳进行回收，安装结束。基盘安装完毕之后，ROV剪断与基盘连接的吊缆；辅钩上提，将泵撬块提起，回收船上；安装结束。
　　三、结束语
　　海上施工是由多家单位和多个工种协调合作完成的。值得一提的是，在文昌基盘的安装过程中，对工艺方案的制定不可墨守成规，应根据具体的结构形式、施工现场的情况、现有的设备技术等条件有针对性地选择不同的工艺方法。由于整个工程涉及到很多专业、很多单位、很多工种，基盘安装是一个庞大而系统的工程。虽然在安装设计阶段对各个方面都作了详细的设计和计算分析，但是在施工现场还会遇到诸多问题，需要大量具有丰富经验的工程师和具有较高水平的管理人才。
　　通过对文昌项目19-1WHPA基盘的安装，笔者总结出：基盘下放的高精度安装是前提，直接影响到整个基盘是否水平，甚至直接影响后续导管架的安装及井口的回接。文昌项目的“吸力桩”形式基盘的安装在海油工程公司乃至中国海油尚属首次，填补了一项海上施工工艺和施工技术空白。整个基盘的设计理念是节省了大量的钢材，降低大型主作业船投入，节省船舶运输和海上安装的时间。该形式的基盘适用于较深水油田开发，“吸力桩”形式基盘的设计与安装为今后较深水油田开发提供了新思路。
　　参考文献：
　　1、杨晓刚.导管架与基盘导向桩的对接数值模拟分析技术[J].中国海上油气(