海上石油平台液压多功能输送栈桥研制

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(中海油能源发展股份有限公司 监督监理技术公司，天津 300452)

随着海洋石油勘探开发二次跨越，支持型的多功能平台缺口较大。现存的支持平台外输作业方式大多功能单一，服务能力有限。如公知的海上支持平台在固定平台相互之间、固定平台与移动平台之间的外输作业时，常采用铺设临时外输管线或使用吊机进行吊装搭接整体式钢质外输栈桥，这种整体式钢质外输栈桥每次拆装和管线连接现场工作量很大、海上施工时间长、工作效率低，若采用临时海底外输管汇成本高、作业风险大。新研制的液压多功能输送栈桥能够解决海洋石油平台生产外输作业的技术问题，使得外输作业更加安全、方便、快捷。

1 栈桥总体性能

栈桥总体外观为悬臂式，栈桥主体为框架式钢结构，栈桥设置活动底座，可与甲板底座活动连接，可利用平台吊机整体吊运拆装。在栈桥上载有主动力电缆、通信广播电缆、以及输送液体无缝钢管，给支持平台提供外输供电、液、气、灰等服务。栈桥收回存放状态，自由一端放置在平台固定支架上；栈桥搭接使用状态，桥体通过机构可在底座上旋转一定角度与其它平台搭接。该液压栈桥的各项技术要求和使用性能均符合中国船级社颁发的现行规范和规则。

栈桥整体性能和基本参数见表1。

表1 输送栈桥整体性能和基本参数

2 栈桥主要构成及工作原理

液压多功能输送栈桥，包括安装在平台上的底座、安装在底座上的框形支架、垂直安装在支架上的转动主轴、安装在转动主轴上的悬臂桥体、安装在桥体上的各类带快速接头的外输管线和电缆、以及转动主轴的驱动装置，所述悬臂桥体与转动主轴之间为铰接，悬臂桥体中间部位安装有吊耳，转动主轴顶部安装有定滑轮，转动主轴腰部安装有随转动主轴转动的卷扬机及其机座，卷扬机的曳引钢丝绳通过定滑轮连接吊耳。输送栈桥主要由桥跨、门架、底座、液电控制系统等组成，见表2。栈桥结构见图1。

表2 栈桥配套表

a)侧面图

b)俯视图1-桥跨;2-万向滚轮;3-吊耳;4-转动主轴;5-护栏;6-定滑轮;7-钢丝绳;8-卷扬机;9-机座;10-支架;11-直梯;12-液压马达;13-液压泵站;14-输出小齿轮;15-大齿轮;16-底座;17-铰轴;18-齿轮箱体;19-快速接头;20-外输管线;21-液动控制箱;22-销轴;23-回转制动装置图1 栈桥结构示意

2.1 桥跨

桥跨框架结构由钢管焊接而成，其横截面呈L形，悬臂桥体的外侧和底部安装有并排的外输管线，其内侧安装有外输电缆，悬臂桥体上还安装有维修用人行通道及护栏，悬臂桥体前端安装有万向滚轮，便于和搭接目标平台安全支撑，见图2。

1-桥跨;20-外输管线;24-通道盖板;25-护栏图2 桥跨截面示意

2.2 门架

门架由门架本体、液电操控箱与液压泵站、门架固定销、摆动油缸、爬梯、脚踏梯等组成，用于栈桥架设及栈桥收回后的固定，见图3。

4-转动主轴;5-护栏;8-卷扬机;9-机座;10-支架;11-直梯;12-液压马达;15-大齿轮;16-底座;17-铰轴;27-轴承;28-轴承图3 门架立面示意

液压泵站将电力转化为液压动力，为栈桥架设或撤收提供动力源；摆动油缸将栈桥提起或放下，搭接幅度为±10°。门架一侧设置有爬梯和栏杆，方便栈桥操作维护人员上下操控台，进行栈桥架设或撤收作业以及门架上部装置的维护保养；门架下部设置脚踏梯和栏杆，便于人员通行。栈桥架通后或存放时，用插销将门架与下部的底座固定。

2.3 底座

底座由底座框架、回转支承、门架回转驱动液压马达、回转接头、走台栏杆等机构组成，见图4。

4-转动主轴;14-输出小齿轮;15-大齿轮;22-销轴;23-回转制动装置图4 底座

底座通过回转支承与门架相连，通过门架回转驱动液压马达使门架360° 回转，中部回转接头供油路、电路上门架。底座圆周设置有走台栏杆，便于人员安全行走。

2.4 液压系统

栈桥系统由平台提供安全电力和连接电缆线，为栈桥的架设或撤收作业提供动力。液压系统主要包括泵站(液压动力源，含油泵、电机、滤油器、加热装置等)、液压控制阀、工作回路等。液压系统共有以下3个工作回路。

1)门架回转工作回路。回转驱动液压马达使门架回转。

2)桥跨摆动工作回路。通过摆动油缸来控制桥跨搭接幅度。

3)桥跨固定销油缸工作回路。通过控制固定销油缸来固定桥跨。

2.5 电气操控系统

电气操控系统由平台提供交流220 V 50 Hz 3-phase电源，由电机驱动油泵为液压系统提供动力。电气操控系统包含操控台、控制箱、变压整流装置、信号灯、按钮、开关、电线、报警装置等。除电机外，其余电气元件采用24 V直流电工作。电气操控系统的主要操控元件与液压控制阀一起安装在操控台上。

3 结论

1)由于悬臂桥体同铰接的转动主轴通过液压马达驱动装置水平转动，悬臂桥体可利用卷扬机通过转动主轴上的定滑轮抬高或者降低角度，这样可满足不同方位搭接栈桥进行外输作业要求；

2)桥体上安装固定有各类带快速接头的外输管线和电缆，可实现海上生产设施间的快速外输作业服务，大大提高了工作效率；

3)利用桥体本身结构钢管做成外输管线，减轻了附加外输管线重量；

4)桥体上设置维修通道，方便管线和电缆的安装和维护；

5)维修通道上设置通道盖板，通道盖板下安装有外输管线，节省管线安装空间。