400ft海洋平台桩腿滑移接桩工艺研究

侯勇，张敬，于鹏飞，王建才，吴弦，许明玉



400ft海洋平台桩腿滑移接桩工艺研究

侯勇，张敬，于鹏飞，王建才，吴弦，许明玉

（渤海装备辽河重工有限公司，辽宁 盘锦 124010）

近年来，海洋石油钻采装备行业的发展受到国内外制造厂家越来越多的关注。针对400ft海洋平台的结构特点，从工艺角度进行海洋平台桩腿接桩方案的研究，结合400ft海洋平台桩腿大长度、大重量、大空间的特性，打破常规的桩腿接桩方案，制定更加符合400ft海洋平台桩腿接桩的工艺方案。主要通过桩腿分段建造、分段吊运、分段接桩、滑移导轨、定位合拢等工艺手段，依靠操作方便、安全可靠的工装，确保400ft海洋平台桩腿接桩工作的顺利进行[1]。

400ft海洋平台；桩腿；滑移接桩

海洋资源的开发日益重要，各大石油公司加大了海洋油气上游投资的力度，浅海和中深海洋钻井平台市场出现回暖迹象。我国海洋石油钻井装备目前还处于初始阶段，相关的装备和工艺技术经过研发取得了长足的进步，特别是自升式平台发展势头非常迅猛，成为各类平台的主力军，是国家海工装备未来的发展方向。

1 海洋平台接桩情况介绍

海洋平台的建造是个繁杂而漫长的过程，海洋平台的桩腿接桩工作是整个建造过程的关键点和难点，主要体现在其建造精度要求高，施工难度大，需要经过特别设计与考虑的工装，才能保证桩腿接桩的精度要求。

300ft海洋平台由于桩腿自身的尺寸和重量等特点，直接采用大型吊机和工装配合就能满足桩腿接桩的工作需要，而400ft海洋平台桩腿尺寸和重量更大，400ft海洋平台共有三根桩腿，每根桩腿长度约167 m，整体重量约1200 t，考虑到现场配套吊装设备的限制，不可能采用整体吊装的方式进行桩腿接桩工作，上述接桩方案已经不能满足实际工作需求，必须研究新的工艺方法[2]。

2 400ft海洋平台滑移接桩工艺研究

由于400ft海洋平台桩腿的长度和重量等参数比较大，结合施工现场的实际情况，经过工艺人员研究分析，将400ft海洋平台每根桩腿设计成6～8个分段，每个分段长度在19～25 m左右，重量在150～180 t不等。先采用桩腿分段单独建造的方式完成所有桩腿分段的焊接工作，然后让完成合拢的自升式海洋平台下水，用自航起重船将运到舾装码头的桩腿分段进行翻身，并吊装到自升式海洋平台甲板上的滑移导轨工装上，利用滑移导轨工装和滑移装置的配合，将桩腿其他分段滑移到指定的安装位置进行接桩焊接工作，最后再重复采用升船→滑移→定位→合拢→焊接的滑移接桩工艺方案，直至完成所有的桩腿分段的接桩工作。

400ft桩腿滑移接桩工艺方案如下。

（1）400ft自升式海洋平台在船台上进行大合拢，并将各个桩腿的第一分段、第二分段与桩靴进行焊接合拢；同时，将事先制造完成的滑移导轨工装安装到自升式海洋平台甲板上的指定位置。以上工序经检验合格后，方可进行自升式海洋平台下水工作。如图1～图3。

（2）待自升式海洋平台整体下水后，为了桩腿接桩施工的需要，将海洋平台的左舷侧靠拢舾装码头并用缆绳等做好固定，同时将650 t履带吊车和100 t汽车吊移动到指定位置，为下一步工序的有效实施做好准备。如图4所示。

图1 滑移导轨工装布置图

图2 滑移导轨工装结构图

图3 万向式滑移装置

（3）为了节省作业时间和避免协助吊车的往复移动，在舾装码头上满足吊车作业的范围内设置桩腿分段存放区和固定工装存放区，利用650 t履带吊车和100 t汽车吊协同完成单个桩腿分段由水平状态到垂直状态的90°翻身工作。如图5所示。

图4 平台左舷靠岸示意图

图5 桩腿分段翻身

（4）桩腿分段完成90°翻身动作后，撤去100 t汽车吊。由650 t履带吊车将处于垂直状态的桩腿分段吊运到指定位置，按照工艺方案的要求，利用桩腿固定工装将桩腿分段安装到滑移导轨工装的相应位置上，确保桩腿分段与滑移导轨工装固定牢靠。如图6所示。

（5）重复（4）所述步骤，利用650 t履带吊车依次将另外两个围井所需的桩腿分段吊放到自升式海洋平台甲板上的滑移导轨工装上，并分别用固定工装将桩腿分段和滑移导轨工装固定牢靠，为下一步桩腿分段的滑移工作做好准备。如图7所示。

图6 桩腿分段上船示意图

图7 固定桩腿分段与滑移导轨

（6）按照工艺方案的要求，将已经上船的桩腿分段依次滑移到各围井的指定位置，并检查固定工装是否牢靠。对于左舷和舷首部位的围井来说，可以利用固定在滑移导轨工装端部的5T气动绞车拉动桩腿分段直接到相应围井的指定位置；右舷侧的桩腿分段滑移时，需要进行一次折线滑移方可使桩腿分段滑移到指定位置。如图8所示。

（7）将3个桩腿分段滑移到各围井的指定位置后，检查各桩腿分段固定是否牢靠，无异常方可进行平台升船操作，将船整体上升到桩腿分段合拢口低于滑移导轨工装上表面300～500 mm，如图9所示。

（8）升船操作完成后，按照工艺方案的要求，将桩腿分段滑移到合拢口之上，并将上下两个桩腿分段的合拢口进行对中粗调，直至达到工艺方案的精度要求，如图10所示。

图8 桩腿分段在平台上滑移到预定位置示意图

图9 平台升船示意图

图10 桩腿分段滑移对正定位示意图

（9）上述各操作达到工艺方案的要求后，将平台进行整体降船操作，降到两个桩腿分段的对正位置处并进行相互咬合检验，并对两个桩腿分段合拢口的对中进行精调，达到工艺方案要求的精度值，然后对桩腿分段进行固定。

（10）对已经完成桩腿分段对中精调的合拢口进行焊前报验，为桩腿接桩的焊接工作做好准备。到此400ft海洋平台单个桩腿分段的接桩工艺全部完成，采用相同的工艺方法完成后续桩腿分段的接桩工作。

图11 万向式折线滑移接桩现场试验

3 结语

桩腿转向滑移接桩工艺在400ft自升式钻井平台桩腿建造中首次应用，工艺是对现在普遍采用的桩腿接桩工艺的技术改进。这种工艺方法适合400ft自升钻井平台桩腿的水下合拢工作，可满足单座或者多座平台的同时建造工作。采用这种工艺方法对桩腿进行接桩工作，即取消了大吨位自航起重船的使用，可有效降低平台的建造成本、缩短建造周期，同时也可以很好地保证桩腿对接的精度要求，整个操作过程安全可靠。

[1]中国船级社. 海上移动平台入级与建造规范[S]. 北京：人民交通出版社，2005.

[2]黄俊宏. 自升式平台桩腿的建造原则工艺分析[J]. 船舶工程，2010（32）：15-17.

[3]杨建平. 自升式井架计算分析及拉力试验[J]. 机械研究与应用，2016，29（04）：129-132

Research on Pile Technology of 400ft Offshore Platform Pile Leg Slip Joint

HOU Yong，ZHANG Jing，YU Pengfei，WANG Jiancai，WU Xian，XU Mingyu

( China Petroleum Liaohe Equipment Company, Panjin124010, China )

In recent years, the development of offshore oil drilling and production equipment industry has been paid more and more attention by domestic and foreign manufacturers. In this paper, according to the structural characteristics of 400 ft offshore platform, the pile-leg connection scheme of offshore platform is studied from the technical point of view. combined with the characteristics of large length, large weight and large space of 400 ft offshore platform, the conventional pile-leg connection scheme is broken, and the process scheme more in line with the 400 ft offshore platform pile-leg connection scheme is formulated. Mainly through the pile leg section construction, section lifting, section pile, sliding guide rail, positioning closed and other technical means, rely on convenient operation, safe and reliable tooling, to ensure that the 400 ft offshore platform pile leg connection work smoothly.

400ft offshore platform；leg；slip joint pile

TE52

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.05.019

1006－0316 (2018) 05－0072－04

2017－07－05

中国石油渤海石油装备制造有限公司《CP400自升式钻井平台研制》（Y-12M000216）

侯勇（1974－），男，四川武胜县人，工程师，主要从事石油钻采设备、海洋工程建造工艺的研究工作；张敬（1978－），男，山东曹县人，高级工程师，主要从事石油钻采设备的研究工作。