外挂平台钻修机滑道梁的安装方法

赵乃东

(海洋石油工程股份有限公司安装分公司，天津 300000)

0 引言

在海洋石油平台中，有一类比较特殊的新增平台，位于原有平台的边侧。新增平台的组块与原有平台的组块通过钢结构直接连接。设计此类平台的原因，通常是考虑到油田的剩余储量，又或是为了调整油田的生产设备结构。出于节省成本的目的，其导管架规格和重量通常都不大。为了增加新导管架的稳定性，设计特殊的结构，挂在原有平台的导管架上，故称之为外挂平台。

如果新增的外挂平台是设备平台，为原有平台提供设备支持，其安装方法相对简单。如果新增的外挂平台是井口平台，那么在外挂组块甲板的顶部，就需要安装钻修机的滑道梁，并与原有平台的钻修机滑道梁对接，使钻修机能够沿着滑道梁，从原有平台的井口区滑移到外挂平台的井口区进行工作。本文以QK18-1项目的外挂平台及滑道梁安装为例，重点讨论外挂井口平台和钻修机滑道梁的安装方法。

1 概述

QK18-1外挂平台，是井口平台，位于原有QK18-1WHP1平台的东侧，重约610 t。外挂导管架有两条主腿，直接坐落在海底，又通过悬臂梁和导向结构，连接到WHP1导管架上(见图1)。外挂导管架的钢桩与外挂组块通过盲板连接形式焊接在一起。新滑道梁在外挂组块安装之后，再与WHP1平台的钻修机滑道梁对接，进行海上安装。

图1 外挂平台位置和导向连接形式图

2 作业流程

关于作业流程，外挂井口平台与普通井口平台的安装，并无太大区别，主要包括导管架安装，插打钢桩，插打隔水套管，皇冠板安装，导管架灌浆，附件安装，组块安装，滑道梁安装等。QK18-1外挂平台，也会按照这个流程进行作业。不同的是，由于滑道梁安装精度的问题，需要运用一些新的方法到外挂导管架和外挂组块安装的作业中。

3 滑道梁安装精度要求

在中国海洋石油总公司企业标准Q/HS 2007．2-2002 3．10．7中，滑道梁安装精度有明确的要求:安装下导轨的平台甲板需调平，其水平度误差为0．6%，全长范围实际安装水平面与理论安装水平面的误差不超过5 mm，焊接在甲板上的两导轨中心线的平行度为0．6%，全长范围内不超过5 mm。

企业标准中的要求，可以理解为单根滑道梁的水平度要求和两根滑道梁的平行度要求。

因为外挂平台滑道梁不是单纯的铺设，而是要与原滑道梁对接，精度要求会更多。结合本项目的特点，滑道梁精度要求可归纳为五点:

1)新滑道梁位于平台甲板的主梁上，滑道梁的纵向中心线应与主梁的中心线对齐。该主梁为翼缘宽300 mm的T形梁，经过计算分析，允许新滑道梁中心线最大横向偏移量为150 mm;

2)新滑道梁是原滑道梁的延长，满足水平度误差为0．6%，全长范围实际安装水平面与理论安装水平面的误差不超过5 mm的要求;

3)新滑道梁是原滑道梁的延长，满足两导轨中心线的平行度为0．6%，全长范围内不超过5 mm的要求;

4)为了钻修机能够平稳地在整个滑道梁上自由滑动，根据业主与油田作业方的要求，新滑道梁与原滑道梁的接触点的标高差为1 mm;

5)外挂组块顶甲板端部与WHP1组块顶甲板端部零距离接触，无缝隙，不重叠。

4 安装方法

滑道梁的安装精度要取决于组块的精度，而组块的精度则依赖导管架的精度。针对可能出现的问题，设计了一整套技术方案，一一应对。

1)考虑到海流和海水冲刷对海床的影响，对外挂导管架安装区域的水深进行测量，以验证海底水平度情况，比对与设计水深的差异，评估是否需要对海底进行处理，或者对外挂平台的设计进行修正;

2)传统的卫星定位精度为1．5 m～3 m，这与滑道梁安装的毫米级精度要求相差甚远，难以保证滑道梁的精确就位。为此，为外挂导管架设计了专门的导向插尖形式。在WHP1导管架的B2和C2腿上，焊接悬臂导向，供外挂导管架的导向插尖插入。悬臂导向有效地限制了外挂导管架的位置和方向，满足新滑道梁中心线最大横向偏移量为150 mm的精度要求，同时也为外挂导管架的坐底稳性提供了可靠的保证;

3)考虑到WHP1导管架的建造和安装误差，以及多年的结构应力变形，测量WHP1导管架Ⓑ轴和Ⓒ轴的实际距离。根据测量得到的数据，结合外挂导管架导向插尖的建造数据，略微调整B2和C2腿上悬臂导向的位置与角度，以保证外挂导管架可以通过导向对接的方式就位，不至于令导向插尖卡到悬臂导向上;

4)通常钢桩与组块的连接方式为插尖连接，这种连接方式设计，工作量小，结构连接强度较大，主要适用在调节组块腿间距和导管架腿间距误差方面。但对调节组块水平方向的位移表现平平，尤其在组块水平方向的方位角方面，更是无能为力。为此，刻意设计钢桩与外挂组块的连接方式为盲板导向连接(见图2)。盲板导向连接有两个优点，一是可以较大量地调整外挂组块的平面位置，二是可以调整外挂组块的方位角，进而影响到新滑道梁的方向，满足两条滑道梁中心线平行度的要求;

图2 普通插尖连接和盲板导向连接方式图

5)用水平仪测量原滑道梁的标高，根据测量的数据，反算出盲板位置的水平标高，进一步确定钢桩桩头切割位置。总的控制目标，是令新滑道梁不高于原滑道梁，在滑道梁安装时，可以在新滑道梁下填塞各种厚度的钢板，以满足单根滑道梁的水平度要求。只要合理地选择标高和所填塞钢板的厚度，新滑道梁和原滑道梁对接标高1 mm的精度要求，很容易保证;

6)在外挂组块安装时，通过浮吊的主钩，吊起组块，并暂时安放到盲板上，略微降低钩头的提升力，吊扣并不放松。用经纬仪测量外挂平台与WHP1平台的相对数据，验证是否满足精度要求。如果不满足精度要求，计算出需要调整的位移和角度。沿着组块腿的外径，画出标记线。提升主钩，离开盲板，距离约为1 m。根据计算的位移和角度，再画出修正后的桩腿位置。在这个桩腿位置，焊接若干个限位钢板。再次放下主钩，利用限位钢板和浮吊的牵引控制绳，完成外挂组块的最终就位。焊接固定外挂组块腿，完成外挂组块的安装;

7)为防止外挂组块与WHP1组块甲板结构搭接干涉或者不使其接触，设计外挂组块顶甲板与WHP1组块顶甲板端面距离为2 m。缺少的边缘结构，在组块安装以后，根据实际尺寸，拼接安装，这样就能实现两个平台的无缝隙、不重叠要求;

8)由于每个工作步骤都存在偏差，如果误差累积，通过各种努力，仍不能满足横向偏移量150 mm的要求，需对T形梁进行加强，增加T形梁的宽度。出海施工前，准备加强钢板，作为备用方案。

5 结语

在QK18-1外挂平台及滑道梁安装的实际作业时，严格按照所设计的安装方法进行施工。新滑道梁的安装精度满足了企业标准和业主的要求，也没有进行T形梁的加强。实践是检验真理的唯一标准，QK18-1平台及滑道梁的成功安装，用实践证明了该安装方法有效可行。