“勘探四号”半潜式钻井平台居住舱室的整体换新

许正杰，王小华

（招商局重工（深圳）有限公司，深圳 518054）

1 前言

半潜式钻井平台是应用最为广泛的深水采油设施。钻井平台作为一个可移动的“海上小区”，船员要长期工作生活在平台上，因此平台的居住舱室无论是空间大小，还是舱室布置的合理性，对于船员的居住舒适度都尤为重要。本文对“勘探四号”半潜式钻井平台居住舱室改造工程，从设计到施工阶段的主要流程及方案进行阐述。

2 居住舱室改造

“勘探四号”是1983年由新加坡远东船厂建造的一艘半潜式钻井平台，为L－907型，入级于ABS，最大钻井作业深度为7 620 m，最大作业水深600 m。该平台建造至今已服役近40年，生活设施老旧，仅满足基本的居住功能，环保、噪音标准都较低。本次改造主要是把主甲板上现有的2层居住舱室全部拆除，进行整体预制换新，新造居住舱室为3层，直升机甲板需满足MI-8和S-92型直升机起降要求。

本项目除了居住舱室改造，还包含首部救生艇平台和主拖缆回收架的设计与建造：居住舱室后部与原机械舱室连接处进行保温隔音设计建造；尾部救生艇及平台的配套升级改造；配电间改造；内外通导及娱乐系统改造；空调、通风、冷藏系统改造；卫生单元及真空系统、污水处理系统改造等。

2.1 改造方案

2.1.1 改造后重量重心计算

根据业主提供的改造方案，居住舱室加高加重，平台重心抬高。为保证平台在额定载荷作业工况下的稳性满足要求，尽量减少新舱室的重量，优化设计，采用高强度壁板及加强材。

2.1.2 强度有限元计算

根据船级社规范对居住舱室模型进行强度计算分析，有限元计算模型见图1。

图1 居住舱室结构强度有限元计算模型

2.1.3舱室布置

新居住舱室除了满足业主对舱室布置及居住条件要求外，还要同时满足《2006年海事劳工公约》对船员居住舱室层高以及 IMO Resolution A.468 （XII）Codes of Noise Levels on Board Ships对噪音要求。

为满足130人的生活居住空间，三层居住舱室总体布置划分为：一楼休息室、更衣室、洗衣间、厨房、餐厅、干湿食品储存间、医务室、四人间等；二楼全都是2人间居住区；三楼布置中控室、工程师办公室、作业公司办公室、平台经理室内、电气间、电池间、通讯、报房等控制操作区；顶甲板作为直升机甲板。

2.1.4 设计难点

（1）原船图纸资料残缺不齐，从中控到主船体的所有电气系统需要在新居住舱室建造后恢复；所有系统需要实船勘验，电缆路径以及穿舱位置需要整理以防遗漏；

（2）大量复用回装的设备尺寸需要现场测量后，再考虑房间布置是否有足够空间；

（3）为了维修方便，每层的空调风管、居住舱室黑灰水及消防管路、电缆路径布置都集中在走廊位置，需要考虑各专业布置的合理性，避免干涉和破坏大量的甲板大梁。

2.1.5 设计优化

生活区舒适性升级，主要通过居住舱室层高、布局、通风、降噪、环保、娱乐等方面进行优化，主要如下:

（1）居住处所净高不低于2.2 m，保证船员空间舒适；

（2）采用中央空调处理器AHU对各个舱室进行通风，减少空调风管系统噪音；

（3）居住舱室和机械舱室，通过设置一道钢制水密舱壁进行物理分隔，各场所噪音和震动数值达到UK HSE 的OTO 068-2001的噪音和振动标准；

（4）通过卫星天线升级改造，丰富网络多媒体电视节目、娱乐系统。

2.2 改造施工

2.2.1旧舱室拆除

（1）电缆拆除

根据实际情况，对旧居住舱室内部附属电气系统进行分类，每个系统的电缆终端进行编号，电缆端口记录对应的设备接口;对要回装的电缆进行保护性拆除、绑扎；对废弃的电缆进行拆除；对新旧对接的电缆在穿舱件的位置进行标记。

（2）管线拆除

根据旧居住舱室管线系统布置图，拆除前需摸查清楚各类管线的走向及用途，画出大致走向图；测量标识记录穿舱件的位置图，管线拆除前与船方核对，根据各管路线的性质逐根做好顺序编号，确认需要更换的管线、阀门及需要拆检修理的阀件，并打上标记和马克。

（3）设备拆除

设备拆除前与平台方核对，根据设备的名称、楼层、房号、通道等区域做好标识牌和马克；先停止旧居住舱室的设备使用，后断开设备电源，从接线盒处断开设备的主力电缆及控制电缆、空气管线等； 测量检查拆前设备的相序间以及接地绝缘电阻，并与平台方确认修理还是拆装，并做好标识。

检查确认原设备底座结构状态，是否换新或保护性拆装，并做好标识；如保护性拆装，则设备连同底座一起保护性拆除并运回船厂存放；新底座预制后，尽可能地在船台上的新居住舱室分段中进行预装，铺设好附属管线以及电缆走向，并预留好进出设备的调整管以及电缆长度。

拆除的设备或预装后的设备，必须做好防火、防潮、防碰、防丢失、防人为损坏等保护措施，最后入库保存，并做好记录。

（4）舱室分段拆除

为节约工期，旧居住舱室进行整体拆除吊装，吊装前要详细考虑旧居住舱室重量重心位置及结构的强度性；吊装前将旧居住舱室里面可移动的物体进行加固或者拆除，对吊装有影响的部位先拆除；对舱室结构强度进行计算，并对吊点附件的结构和其余结部分构薄弱地方进行加强。

切割时应确保先将舱室内部的纵、横隔舱板及关联的“T”或“十”字拐角处结构割断，在吊机挂好钢丝并达到指定受力标准后，再对外壁及结构进行切割，切割完成后由专业起重指挥起吊，达到预先提供的重量参数时，检查分段脱离船体的情况，如完全脱离则继续指挥起吊，如不完全脱离则应进行记录，待吊机释放拉力至指定的受力标准后再次进行切割，重新指挥起吊。

2.2.2 新舱室建造

（1）材料准备

为在保证舱室结构强度的前提下尽可能减轻平台重量，经有限元强度计算结果，壁板及加强角钢都选用AH36、DH36高强度材料。

（2）分段建造

舱室进行100%三维建模生产设计，全面采取模块化、区域化设计；分段采用平地造船工法在水平船台上按分段总组建造，总组完成后使用浮吊吊装与平台进行合拢。

居住舱室作为一个独立完整的模块，可以采用现代先进造船模式实施壳、舾、涂一体化建造方针，按流程、分段、区域组织生产，实施托盘化管理，扩大单元化生产范围，通过大量先进工法应用，提高生产效率和建造质量，确保安全及时交船。

（3）主要建造流程

生产设计图纸审查→ 钢材订货→ 钢材预处理→数控切割→ 小组装→ 中组装→ 大组装→ 分段预舾装→ 分段完整性检查→ 分段涂装→ 分段总组→ 舱室密性试验→ 总段涂装→ 合拢吊装。舱室总段建造，见图2所示。

图2 居住舱室总段建造

2.2.3 新舱室总段安装

由于工期紧张，经过前期方案制定评估，结合本厂实际情况，提出居住舱室三层分左右2个总段吊装方案：

（1）新居住舱室长31.4 m、宽52.8 m、高9 m、共分3层，每层高度3 m，顶层甲板左舷部分与向首延伸支撑甲板共为直升机甲板平台；划分成2个总段，总段分别长25.4 m和27.4 m，每个总段顶部设置有8组吊点，单个吊排设计承载力60 t，吊排区域板材予以挖换，换为厚度及强度更大的板材；第2层突出第3层侧壁部分，由斜撑管连接至第3层侧壁加强。

（2）经有限元分析计算，分段按此方式吊装能够满足强度要求，变形处于合理范围内，不会影响分段结构强度及内装材料完整性，缩短了建造工期。吊装强度分析，见图3所示。

图3 居住舱室分段吊运强度分析

（3）对总组分段重量重心以及吊高，最终选用浮吊吊装，浮吊各项参数均满足吊装要求。虽然总段重心不在中线，但是浮吊配置的双副钩作业，使居住舱室总段能够在重心不居中的情况下吊平，避免起钩时出现大幅度晃动。

（4）由于是居住舱室是两个总段吊装，因此对甲板的平整度有严格要求，如甲板存在变形情况，就会造成左右分段对接出现高低错位偏离。因而在分段吊装前，需对甲板表面用全站仪进行测水平，根据变形量提前在舱壁定位线上加扁铁垫平，确保总段的平整对接。

由于准备充分，最终吊装过程十分顺利、平稳，吊装完成后，分段结构未发生塑性变形，各项监控尺寸均处于误差范围内，所有已安装设备和窗户玻璃等均未被破坏，见4所示。

图4 居住舱室总段吊装

2.2.4 新舱室交付

新居住舱室整体总段吊装上平台，完成与主甲板的焊接，按照设计图进行新旧系统的对接恢复，完成内装工程及各个系统的调试；交钥匙前对全部舱室进行一次完整的消毒，并对饮用水质量、空气甲醛含量等有害气体进行检测；入住前完成噪音、振动、通风以及照度的测试并提供相关图纸和报告；相关试验完成后，船厂协助船东、船检做最后的验收工作，并按照合同和技术规格书的要求按期交付。

3 结语

旧平台居住舱室整体换新，是为了满足最新规范及公约的要求，在保障平台现有的作业功能前提下，更加合理的布置平台上的居住舱室空间、配套设施，让船员居住处所整体舒适度得到提升。此类旧平台居住舱室整体换新改造，相比整个新造一艘平台来讲，成本低很多，相信在未来会有较好的市场前景。