包清华

（中国石油集团海洋工程有限公司，北京100176）

赵东油田极浅海平台的海上安装

包清华

（中国石油集团海洋工程有限公司，北京100176）

海上固定平台上部组块常规的安装方法有浮吊吊装安装和驳船调载浮托安装两种方法，这两种安装技术都比较成熟。但赵东油田海上钻井平台（ODB平台）上部组块重约39 640 kN，而国内最大的浮吊“蓝疆”号的最大吊装能力为38 000 kN，所以浮吊吊装法不可用。并且由于平台位于渤海湾滩海区域，平均海图水深仅2.4 m，水深极浅，调载难度极大，无法采用驳船调载浮托安装法。鉴于此，经过综合考虑，平台组块的海上安装采用了海上拉索千斤顶提升结合浮托的安装方法、插腿式结构设计等特殊技术，同时充分利用潮汐的变化，最终成功安装。文章介绍了拉索千斤顶提升结合浮托的安装过程及该方法的优缺点。

海上钻井平台；安装；极浅海；拉索千斤顶；提升式浮托安装

1 工程项目介绍

赵东油田ODB平台位于渤海湾滩海区域，上部组块最大甲板面积为51 m×43 m，平台共5层，从底甲板到顶甲板的高度为17 m，底甲板的海图高度为13.6 m，8腿结构，每个腿由一个内插腿和一个外腿套筒构成，内插腿除了承载由外腿套筒传递的上部组块重量外，还被用来辅助安装上部组块。平台上部组块总质量约3 964 t，由于所在区域海图水深只有2.4 m，水深极浅，无法采用传统的吊装安装法和调载浮托法进行安装，因此采用了浮托法结合拉索千斤顶向上提升的方法进行安装，并获得成功。

2 海上安装方法选择确定

对于海上平台上部组块的安装，传统的安装方法是浮吊吊装法和调载浮托法，下面介绍这两种方法和拉索千斤顶提升式浮托安装法，并对这三种方法进行对比。考虑到操作的实用性和降低安装费用，最终确定采用拉索千斤顶提升结合浮托的安装法对赵东油田ODB平台上部组块进行海上安装。

2.1 安装法一：浮吊吊装法

这种方法是一种传统的海上安装法，使用浮吊对组块进行海上吊装安装。由于国内浮吊驳船吊装能力的限制（国内最大的浮吊“蓝疆”号的最大吊装能力为38 000 kN），所以浮吊吊装法无法对重约39 640 kN的ODB组块进行整体吊装；并且由于水深极浅的限制，大型浮吊也无法进入这种浅水区域进行作业，因而浮吊吊装安装法不可取。

2.2 安装法二：对驳船进行压载的调载浮托安装法

如果采用调载浮托法，那么安装前，组块在驳船甲板上的高度必须位于最终在位的水平位置之上，因此组块相对于驳船甲板必须以一个比较高的位置进行装船，并以较高的位置运输到安装现场，之后利用驳船压载降低组块高度，通过桩腿上的阻尼装置使组块腿与桩进行对接，而后对驳船再进行压载，直到驳船可以从组块下撤出为止。随后将4个角点的腿与桩（内插腿）焊接，再用液压千斤顶对中间4条腿顶升，以确保每条腿所受荷载的均衡合理分布，最后将中间4条腿焊上。

可以看出，这种方法的一个显著特点是组块在驳船上运输时的高度较高，同时由于整个组块腿需要附着在组块下面，并且在就位前组块腿的高度要位于导管架腿顶部之上，为满足海上安装要求，海上运输时组块高度必须高于最终在位状态的组块高度，因此组块在海上运输和安装前在驳船甲板上的高度较高，重心也很高，然而由于赵东油田所处区域水深极浅，运输时驳船吃水较浅，运输稳性较低，再加上组块在驳船上的位置较高，因此运输稳性就更低了，无法满足运输要求；并且由于重心位置较高，也无法满足安装时的稳性要求。这种方法的另一个显著特点就是安装时驳船要有大幅度的压载深度，以满足组块下降实现组块腿与桩腿的对接安装，然而赵东油田海图水深极浅，仅为2.4 m，无法满足驳船压载深度的需要。所以采用驳船压载浮托安装法对于赵东油田ODB组块的安装是不可取的。

2.3 安装法三：拉索千斤顶提升结合浮托安装法

这种方法的一个显著特点就是组块在海上运输时的高度较低，海上安装时使用拉索千斤顶装置系统，采用提升方式将组块提升到位后实现组块腿与桩的对接安装。

安装前组块内插腿并不需要保持整个长度在组块下面，而是缩进组块里，这样由于组块内插腿在组块下面裸露的长度减少，使组块可以更进一步保持一个较低的水平位置进行建造、装船，从而具有较高的运输稳性；另外还可以使用一种比较小的驳船进行海上运输和安装，减小运输过程中的动力荷载，并减少装船和绑扎固定的垫木。

驳船运输到现场定位在桩的正上方后，采用拉索将缩在组块里的内插腿降低并和桩进行对接焊接，然后通过置于内插腿顶部的拉索千斤顶，将组块提升实现组块荷载从驳船到桩上的转移，在操作过程中，由于驳船载重的减少，需要对驳船进行持续注水压载以保持驳船恒定的吃水。最后为保证驳船顺利撤出，需要对驳船吃水再增加0.5 m，以保证上部组块与驳船上的支撑框架之间有足够的间隙，先将组块4个角点的腿与内插腿焊接上，再用液压千斤顶将中间4条腿顶升至一定位置，确保每条腿所受荷载的均衡合理分布，最后将中间4条腿焊上。从这种方法的装船、运输、安装过程看，该方法对水深的要求较低，可以实现浅水情况下的赵东油田ODB组块的安装。

3 拉索千斤顶

在组块装船前，拉索千斤顶装置提前被安装在组块内插腿的延长段顶部。当驳船就位，组块内插腿下降并焊接到桩顶后，将拉索的另一端通过锚块锚固在组块腿强节点处，通过拉索千斤顶的拉升实现组块从驳船到桩上的提升与转移。

拉索千斤顶的分布如图1所示，组块E2、D2内插腿延长段顶部各有两个SJ40型号的拉索千斤顶装置，每个装置的提升能力为6 000 kN；在组块E5、D5内插腿延长段顶部各有4个SJ27型号的拉索千斤顶装置，每个装置的提升能力为4 100 kN。

图1 拉索千斤顶布置示意

4 拉索千斤顶结合海上浮托的安装过程

图2～6示意了赵东油田ODB组块的安装过程，具体安装步骤如下：

步骤1：趁潮汐高潮来临时，载着平台组块的驳船驶向桩群。

步骤2：抛锚系泊就位，拆除绑扎固定构件，利用驳船上的卷扬机及绞锚将驳船缓缓移至桩群中间，使平台组块腿与桩对准。

步骤3：将平台组块外侧的4个内插腿降低，安装在桩上。

步骤4：将平台组块外侧的4个腿上的拉索千斤顶的拉索预紧，并提升至设计安装高度，这时将驳船撤出桩群。对平台进行调平；安装焊接平台组块外腿与内插腿之间的楔板，再进行内插腿与桩之间的焊接。

步骤5：将中间4个内插腿通过拉力器降低并安装在桩上，通过平台组块底甲板中间4个外腿上的千斤顶将组块顶升，从而使得平台组块重量由原来4条外侧腿承重转变为8条腿较为均匀的承重。将中间4条腿的外腿与内插腿用楔块安装并焊接，再将内插腿与桩焊接。

图2 安装步骤1：驳船趁高潮驶向桩群

图3 安装步骤2：驳船锚泊缓缓就位

图4 安装步骤3：外侧的内插腿下降并安装

图5 安装步骤4：外侧的4条腿通过拉索千斤顶向上提升安装

图6 安装步骤5：驳船撤出后中间4条腿下降并安装

5 提升式浮托安装法的优缺点

赵东油田项目ODB平台根据具体情况采用了拉索千斤顶装置提升并结合浮托的安装方法，对ODB组块进行了成功安装，此方法对于浅水安装有以下优点：

（1） 与传统的调载浮托法比较，拉索千斤顶装置提升式浮托安装法不再需要阻尼装置系统和调平系统，可以减少这些方面的费用。

（2） 安装时只需进行很少的压载甚至不需要压载，这就意味着可以用小的驳船在浅水中进行运输和安装，可以满足极浅水深的工况。

（3） 采用拉索千斤顶装置的提升式浮托法与传统的调载浮托法相比，不需要大型的装船支撑框架来抬高组块高度，并且在海上运输过程中组块的位置较低，因而装船、运输和安装时驳船的稳性高。

（4） 由于组块在驳船上的位置低，所以运输安装过程中的惯性动荷载也小得多，进而减少了垫木用量和绑扎固定的钢材量。

（5） 采用拉索千斤顶装置的提升式浮托法，组块处于较低位置更容易实现定位。

（6） 在对接安装过程中，降低内插腿同桩对接，由于内插腿质量约25 t，重量轻，只需进行很少的压载甚至不需要压载，减少了压载系统的费用，同时也减少了对海床挖掘的要求。

（7） 由于内插腿只有25 t，内插腿和桩对接安装时，用液压升降系统来降低内插腿可以很好地控制由桩产生的垂向方面的冲击，因此对橡胶垫等缓冲装置没有要求；并且在水平方向上产生的冲击也很小，因而对定位时的系泊系统和驳船防撞装置的要求也大大降低。

（8） 不需要采用大型的装船支撑框架，采用小的装船支撑框架可以减少建造时组块千斤顶的数量。

此方法由于其自身安装的特点，存在着以下方面的缺点：

（1） 需要设计内插腿，使得结构变得复杂，并增加了这方面的费用。

（2） 对潮汐的依赖性较高，平台在涨潮达到安装要求时才能进入桩群安装，平台就位、外侧内插腿安装及拉索预紧必须在一个高潮段内完成，否则平台就得撤出等待下一个高潮段。

（3） 整个安装的操作过程较为复杂。

6 结束语

赵东油田项目利用拉索千斤顶向上提升平台并结合海上浮托方式，成功地安装ODB平台，这种方法有效地解决了浅海平台因水浅而无法整体吊装安装和调载浮托安装的难题，施工安装的费用也较低，同类工程安装时可以借鉴该方法。

Abstract:Typical offshore installation of fixed platform topside includes two types of fully-fledged methods:lifting installation and floatover installation with barge ballast.The topside weight of the drilling platform ODB in Zhaodong Oilfield is about 39 640 kN,but Lanjiang,the biggest derrick barge in China,has only the lifting capacity of 38 000 kN,accordingly lifting method is not suitable for ODB topside installation.Moreover,the platform is located in extremely shallow water area in Bohai Bay and the mean water depth is only 2.4 m at the platform site.The water depth is so shallow that floatover installation with ballast can’t be used.Therefore,floatover installation method with strand jack uplift is adopted,meanwhile the inserted leg type structure and favourable flood tide time are also utilized.Finally ODB topside is successfully installed.The installation course using floatover method with strand jack uplift is described,and the advantages and disadvantages as well.

Key words:offshore drilling platform;installation;extreme shallow water;strand jack;floatover installation with uplift

（29）Offshore Installation of Extremely Shallow Water Platform in Zhaodong Oilfield

BAO Qing-hua（China National Petroleum Offshore Engineering Co.,Ltd.,Beijing 100176，China）

TE951

B

1001－2206（2010）05－0029－03

包清华（1973-），男，重庆人，工程师，1998年毕业于天津大学，现从事海洋工程结构设计研究工作。

2010-02-20