浅谈在建3000m钻井船大型模块组件吊装工艺

蔡毓华

摘要：随着国际海上石油的逐步开采，各种钻井平台等大型海上设施的需求量持续增加，致使国内外造船厂逐步扩展海洋工程装备建造业务。海工的各类功能模块在船厂建造结束后，由于主体结构较大，同时受场地、设备、天气、潮水等各类因素影响，在转移至浮式平台的过程中存在着诸多的安全及质量风险，本文通过实例分析，就海工模块的吊装工艺进行一些探讨。

关键词：海工装备;吊装;船舶

本文主要介绍上海某船厂建造结束的1座钻台和1座生活楼，通过2000t浮吊，从船厂建造场地吊装至具有3000m工作水深钻井船主船体上的工艺方法，重点对吊装前准备，吊装工艺步骤及吊装管控安全要点进行详细论述和探讨。

一、主要参数

母船：3000米工作水深钻井船（艏半段，在建）

主要参数：长：124.95m（艏半段），宽：34m，高：17.35m

待装模块参数：

①钻台：长：20.0m，宽：24.6m，高：12.9m，重量：1058t

②生活楼：长：28.7m，宽：36.5m，高：23.7m，重量：1296t

浮吊参数：

长：101.6m，宽：41.6m，高：7.8m，自重：10066t

最大起重量：500t*4（主钩），250t*2（副钩）

最大吊高：100.16m（主钩），108.69m（副钩）

二、吊装主要流程

1、钻井船和2000t浮吊分别靠码头带缆，2000t浮吊另加抛锚定位。

2、拆除钻台模块与胎架结构联接，设置缆风绳4根及15米长高度定位绳1根。

3、浮吊配吊运钢绳/滑车，钻台/生活楼模块挂设钢绳。

4、浮吊4组主钩统一预加少量载荷，以检查4组钢绳的配置、绕组是否均衡;控制浮吊4组主钩均衡加载（因模块结构重量分布不均，4组吊钩的各自起重负荷也应该不一样，以确保模块水平为目标，需要浮吊司机微调至平衡），模块整体平衡起升约50-100mm，检查模块与胎架的联接是否完全脱离。

5、起吊模块至15m高度，通过缆绳及锚链调整，将浮吊逆时针旋转90度或平移，使得被吊模块与钻井船待装区同向，将模块吊至钻井船上合拢口正上方。

6、钩头下降，模块缓慢落在钻井船上，同步开始调整压载，通过葫芦油泵并借助浮吊调整合拢口，浮吊钩载降至300t，停止下降。合拢口调整好后，封固。

7、封固结束确认后，卸载浮吊全部负荷。确认钻井船稳性和浮态，满足要求后摘钩。装配工人继续后续的焊接过程。

三、吊装前准备工作

（一）人员和职责

1、建立吊运组织机构，设立指挥部。由公司分管生产副总经理担任总指挥，分管安全及分管质量副总经理担任副总指挥，负责吊运大节点指令的发出;项目经理担任现场协调，安监部经理及质管部经理任现场HSE/QC指挥协助，船体车间主任负责现场施工总协调，起重车间主任负责现场吊运设备的总协调。将对讲机调为统一频道，除紧急事态处理外，禁止其他人员在频道内随意发布指令。

2、项目组确认钻台和生活楼分别完成相关的生产节点，吊点完成机加工和探伤，符合吊装安全和质量要求，并且吊点周边完成加强;是吊运工程的总协调和公司吊运资源的总协调，为租借的浮吊预备紧急抢修人员。

3、船体车间确保吊运配合、安装配合、模块状态观测等配合。

4、起重车间指定吊运口令执行，做好岸侧和浮吊侧指挥的联接;确保吊运钢绳绕组符合技术部门的设计。

5、安监部建立吊运安全监护小组，确认上述人员的责任落实，确保吊运所涉的人、机、料、法、环各要素符合吊运策划，做到安全可控。

（二）设备

1、检查确认浮吊结构状况、卷扬机系统等性能，以及锚泊定位系统、浮吊的称重系统、起重机械的刹车系统。

2、检查所有起重钢绳和卸扣、滑轮等索具，是否满足强度设计，确认吊索具、吊梁及附件无缺陷且满足要求，所有吊索具提供相关质检证书。

3、鋼绳：为方便调节钢绳长短误差，吊钩第一段钢绳，采用的环形整根钢绳。

（三）母船和待装模块的准备

1、对钻井船主船体压载舱室的密性进行检测。按预定压载程序，在钻井船相应的舱室布置压/排载泵浦及管线（该钻井船处于建造阶段，暂不具备自主调载能力）。调整好压载水，确保钻井船主船体保持水平，纵倾低于1%L（船长），横倾为0°;备好应急潜水泵，用于应急情况的水尺微调。

2、在主船体甲板便于观察位置，设置压载高位显示标志，保障模块吊装到位后调整压载作业时的船体平衡。

3、按照吊装重量控制程序，检查钻台及生活模块主要结构焊接情况，核对重量重心，并按照设计规范，安装吊装结构，做无损探伤检验。

4、对钻台及生活模块搭载合拢口进行精度测量及修正，与主船体对接口的数据匹配，在主船体合拢口四角位置各设定500mm高的定位工装，合拢口处搭设搭载定位用的工作人员站位平台。

5、在钻台及生活模块围壁易观察位置，安装检测水平用的透明水管，实时监测模块起吊过程中的平衡度。

6、清除或固定模块上所有的活动设备及结构。

拆除所有模块与胎架的连接结构。改装模块建造期间的防风限位装置为起吊脱胎导向结构，以保证模块在脱胎过程中，不产生大的晃动;在模块四个角各设置一根20m左右的缆风绳，以作协助定位用。

8、在模块底部位置设置15米长定尺绳1根，以作确认模块起升高度用。

（四）作业环境

1、根据吊装路径设定警戒区域，吊运过程中禁止人员进入。

2、在浮吊抛锚点设置浮式闪光灯，以警示过往船舶，将此次吊装作业报所在地海事部门批准，获取海事巡逻的支持。

3、关注潮汛信息，确认作业范围内的水文;吊运时间窗口总体上避让大潮汛，吊运当天的模块起升初始和准备下落阶段要避让急水流。

4、提前收集气象预报，满足5级风，能见度7级以下方可操作。

5、争取白天完成所有吊运动作，同时预备了现场强光照明。

四、吊装程序

（一）吊装钻台模块

1、在钻台模块和2000吨浮吊上作出检查线，用全站仪观测，以确定钻台与浮吊位置，保证钻台模块重心和吊钩中心线在同一竖直线上，避免模块由于受力不正而发生偏移。调整好后按吊装方案要求正确连接吊索具，如下图所示：

2、2000 吨浮吊四钩同步加载 30%的重量负荷，检查确认吊环结构、吊索具、浮吊结构及设备性能，检查4组钢绳的配置、绕组是否均衡（不缠绕），检查4个钩头的理论中心与钻台重心是否重合。

3、确认合格后，继续起升钩头，浮吊4个主钩增加载荷70%，确认模块是否有异响和其他非正常情况。控制浮吊统一加载，模块整体平衡起升约50-100mm，检查模块与胎架的联接是否完全脱离。如有异常，立即通知浮吊调整钩头载荷，达到同步要求。

4、同步起升 200mm后保持20分钟，然后同步下降 100mm，做制动试验，水平悬停时，记录各个钩头的受力吨位。检查确认吊环结构、吊索具、2000 吨浮吊结构及设备性能有无异常现象，通过水平管和全站仪观察模块水平状态。

5、再次确认无误后，浮吊钩头继续同步起升，通过定位绳确认起升高度15 米，静止约5分钟。使用望远镜或全站仪读数，观察水平管状态。

6、达到要求的起升高度后，通过浮吊系泊缆绳将浮吊逆时针旋转 90 度，使浮吊与钻井船同向，且船中在同一直线上。然后移动浮吊，将钻台吊装到钻井船合拢口正上方约 1.5m高。

7、继续下降钩头，距离合拢口约 300mm 高时，确认模块是否在限位工装范围内，开始连接手拉葫芦，精确调整模块位置。

8、通过调整浮吊四个钩头的负荷，来保证模块同步落在钻井船上，此时开始通过调整压载来保证钻井船浮态，确保尾部横倾吃水差小于 50mm，前后吃水差小于 200mm。

9、释放浮吊钩头载荷，当剩余300t*4个钩的载荷时，开始进行对钻台的封固;保持船舶浮态，观测和调整压载水。

10、封固结束确认后，卸载浮吊全部负荷，确认钻井船稳性，滿足要求后摘钩。浮吊调整索具，准备吊装生活楼模块，钻井船开始进行转向系泊。

（二）吊装生活楼模块

整体吊装钻井船生活楼的工序与钻台相似，差异是因生活楼结构偏弱，采取了吊梁作业。按吊装方案要求正确连接吊索具，如下图所示：

五、结束语

通过本文的实例讲述，可见海工及船舶修造等重工行业的大件吊运工作存在着大量的风险控制点;对于此类高风险性工作，如何辨识风险并进一步的控制风险，这就需要公司系统性地运用PDCA的管理模式，通过制定目标、辨识风险，策划实施方案并严格执行，并对实施效果进行监控和纠正，来保障整体项目的安全可控和公司的可持续发展。

参考文献

[1] 卜一德.起重机械吊装安全技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2] 王福鸿，孙灏，王磊，等.吊装时起重物计算中心点与斜吊问题探讨[J].中国修船，2011（12）.

（作者单位：上海中远海运重工有限公司）