海洋平台改造施工中大型设备的吊装

李树来，王继耕

（中海油能源发展装备技术有限公司，天津 300452）

0 引言

海洋平台在整个服役过程中，经常需要进行大型设备的吊装施工。如果由于设备损坏，需要对原有设备进行更换，或者由于新增平台或新井口投产并网，需要新增设备或对原有设备进行更换扩容。这些设备的重量若超过了平台吊机的起重能力（平台吊机起重能力一般不超过15 t），就无法利用平台吊机来完成吊装。通常这类施工有3种方法：第一种是将设备拆解，分成几个部分，将每个部分的重量都降到吊机起重能力以下，再利用平台吊机完成吊装。第二种方法是利用浮吊将设备吊上平台。第三种方法是利用平台现有结构制作吊装框架，再利用绞车、电葫芦等起重设备将设备从运输船吊装至平台。本文结合秦皇岛33-1南油田I期开发项目中2台变压器的吊装，介绍如何进行方案的选择和需要考虑的问题。

1 概述

秦皇岛33-1南油田I期开发项目总体开发方案为：新建1座12井槽4腿导管架井口平台“秦皇岛33-1SWHPA”，与已建“秦皇岛33-1WHP”平台进行栈桥连接。经新建平台“秦皇岛 33-1SWHPA”计量分离设备处理的含水原油与“秦皇岛33-1WHP”平台处理后的含水原油混合后进入原管网外输。同时对区域内几座平台电力组网进行改造，将“秦皇岛32-6WHPC”平台改造为由“秦皇岛32-6WHPH”平台供电，减小现有FPSO为“秦皇岛32-6WHPD”、“秦皇岛32-6WHPC”、“秦皇岛33-1WHP”这一系列平台供电的电滑环负荷和海底电缆负荷，升级“秦皇岛32-6WHPD”平台为“秦皇岛33-1WHP”平台供电的升压变压器，依托现有“秦皇岛32-6WHPD”至“秦皇岛33-1WHP”平台的35 kV海底电缆，经栈桥为新建平台“秦皇岛33-1SWHPA”供电。

其中，“秦皇岛32-6WHPH”平台新增1台5 000 kVA变压器，“秦皇岛32-6WHPD”平台需要将原有的1台4 300 kVA变压器更换为6 000 kVA变压器。这2台变压器的参数如表1所示。这2台变压器的重量均超过了平台的起重能力，无法用平台吊车直接完成吊装。

表1 新增变压器主要参数

2 吊装方案选择

首先考虑第一种方案，将变压器拆分。这种方法优点是利用平台现有设备就可以完成吊装。不需要额外设备，缺点是设备需要在平台上重新组装和调试。需要专业技术人员现场指导，吊装时还需要对零散的部件进行防护，而且有些设备不允许拆解。变压器可以拆除的基本只有外壳，但是外壳拆除后的剩余部分仍超过了平台吊机的起重能力，因此无法采用第一种方案。

其次考虑第二种方案，采用浮吊吊装。这种方法优点是不用拆散设备、施工时间短，缺点是浮吊费用高，会造成施工成本大幅增加，而且需要有合适的卸货平台。本次吊装的2台变压器的安装位置附近均没有合适的卸货平台，需要进行甲板外扩，会进一步增加成本和施工周期，因此采用浮吊的方式虽然理论上可行，但是费用太高。

最后考虑第三种方案，利用平台现有结构制作吊装框架。这种方法解决了平台自身起重能力不足的问题，不需要拆解设备，施工成本较浮吊又大大减少，因此对于本项目的2台变压器而言，采用第三种方案是最合适的。下面分别介绍2台变压器采用第三种方案时需要考虑的问题。

3 变压器WHPD-TR-001的吊装

“秦皇岛32-6WHPD”平台的变压器间在平台中层最南侧，房间南侧墙壁紧邻平台南侧通道，因此可以利用平台结构，制作临时悬臂吊装框架结构，如图1所示。

图1 变压器吊装临时框架结构图（单位：mm）

利用悬臂上的吊点将变压器从船上吊起，再利用平台内侧的吊点将变压器转运至平台内侧，实现变压器的吊装，如图2所示，临时结构需经过强度校核，必要时需要对平台原有结构进行加强。

图2 变压器吊装流程图

4 变压器WHPH-TR-101的吊装

“秦皇岛32-6WHPH”平台的变压器也位于平台中间层的一侧，不同的是变压器安装的房间是由平台的旧储藏间改造而成的。新变压器间正好位于平台生活模块的下方，因此没有空间制作前文所述形式的吊装框架。新变压器间临海的西侧墙壁正好位于顶部生活模块救生筏平台的下面，救生筏平台是伸出平台的悬臂结构，因此可以借助于生活模块底甲板作为悬臂吊架，直接安装吊点。临时结构需经过强度校核，必要时需要对平台原有结构进行加强。如图3所示。

图3 变压器吊装临时工装图（单位：mm）

虽然顶部生活模块给吊装提供了悬臂吊梁，但是由于吊梁距房间顶部高度很小，加上变压器本身高度过高，采用四肢形式的钢丝绳进行吊装，显然吊装高度不能满足要求。为了解决这个问题，需要制作辅助吊装框架，并将变压器顶盖拆除。如图4和图5所示，吊装框架用销子连接变压器的4个吊点，吊装框架顶部在重心位置设置吊点直接连接电葫芦的吊钩。这样节省了高度方向上的空间，解决了吊高不足的问题。

图4 辅助吊装框架图（单位：mm）

图5 辅助吊装框架与变压器的安装形式

该变压器的吊装过程与变压器“WHPD-TR-001”的吊装过程基本一样，利用最外层吊点将变压器从船舶上吊起，再利用内侧的吊点向平台内侧倒运。

通过上面2个变压器的吊装可以看出，利用平台现有结构，通过增加适当的辅助工装可以完成大型设备的吊装。这种施工方式解决了平台自身起重能力不足的问题，比利用浮吊更加经济。需要说明的是，辅助工装结构必须经过有限元分析软件进行强度分析，同时对吊点等重要焊缝进行无损检验，以保证结构的安全。同时制定吊装方案时还需考虑吊装空间是否满足要求。采用这种方式施工，设备需要放置在船上，船舶一般通过尾靠的方式将设备送到吊钩的下方，因此必须保证平台有足够的空间，

让船舶能够完成尾靠，对施工方案技术性和施工组织能力的要求更高，同时还需要考虑天气等外在因素的影响，并在项目制定整体计划时做出合理的安排。

5 结论

3种吊装方案各有优点和缺点。如果设备方便拆分，往往采用第一种方案最为合适。如果项目施工期间由浮吊在平台进行其他施工，往往搭便车利用浮吊完成吊装。第三种方案虽然适应性更广，经济型也较好，但是对施工技术和组织能力要求很高。在制定吊装方案时，应根据实际情况，从可行性、安全性、经济型等多种角度选择最合适的施工方案。