海洋平台过渡段海上组对安装工艺研究

2014-08-24，，，，

应用能源技术 2014年6期

，，，，

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

0 引言

桩基式海洋平台一般分为导管架和组块两部分，过渡段是连接导管架和组块的关键构件，过渡段安装是海上组块安装过程中重要一环，其与钢桩、组块的焊接质量直接关系整个组块的安装质量。如果组块安装水平度不能保证，不但会影响组块的外观，同时也可能影响组块的使用功能。在以往过渡段安装的过程中，间隙调整主要是靠一种楔块来进行调整，由于组块在安装调整时存在较大的惯性作用力，以致使间隙调整的楔块发生崩射，冲量之大，势必会对组块安装观察人员造成一定的人身伤害。因此，提出一种安全可靠的间隙调整方法具有十分重要的意义。

1 过渡段结构形式

过渡段是钢桩与组块连接的主要结构，用于海上导管架跨距和组块水平标高的调整，上部与组块立柱相连，下部与钢桩相连，主要有三部分组成，包括过渡段的插尖、过渡段和直管段，如图1所示。

图1 过渡段结构示意图

2 过渡段与钢桩、立柱连接形式

过度段与钢桩、立柱连接通过焊接作业完成，通常是导管架入水后，进行打桩作业，钢桩打完以后，进行钢桩之间的跨距测量。依据海上实测钢桩跨距和陆地组块立柱之间的跨距测量报告对钢桩进行划线、切割，然后将过渡段与钢桩组对、点焊，过渡段与钢桩连接示意图如图2所示；再根据组块陆地标高测量报告，对过渡段上部进行切割、找平，最后安装组块，过度段与钢桩、立柱连接满焊完成，过渡段与钢桩、立柱连接示意图如图3所示。

图2 过渡段与钢桩连接示意图

图3 过渡段与钢桩、立柱连接示意图

3 过渡段安装过程

过渡段海上安装大致分为两个阶段，一是测量钢桩跨距，同时依据组块实测跨距进行钢桩桩头切割；二是安装过渡段，并对过渡段上部进行切割、找正、找平，保证组块安装后的水平度。

3.1 钢桩跨距测量与切割

钢桩根据导管架的形式一般分为三种：直桩、单倾和双倾，示意图如图4所示。钢桩跨距测量由专业测量人员进行，并将测量数据提供给设计人员。设计人员依据钢桩和组块的跨距测量报告，推算出钢桩切割点的位置，最后由施工人员进行现场划线，实施钢桩切割作业。待钢桩切割完成后，依据组块标高报告再进行过渡段上部的切割，以形成与立柱的连接面。

图4 钢桩形式示意图

3.2 过渡段与钢桩、立柱连接间隙调整方法

3.2.1 传统间隙调整方法

钢桩切割完成以后，进行过渡段安装及切割找平，由于钢桩与过渡段、过渡段与立柱之间都焊接连接，以此在过渡段安装组对的过程中要留有一定的焊接间隙。通常按照以往的项目施工经验，在钢桩与过渡段、过渡段与立柱之间放置楔块，调整间隙满足焊接要求后，对过渡段和钢桩进行点焊焊接，然后切割过渡段上部，找平，点焊调整间隙楔块，安装组块，待组块调整合格后去除楔块，最好将钢桩与过渡段、过渡段与立柱之间焊接。

采用这种方法有两个方面的缺点，第一是安全性较差，当组块安装时，由于惯性作用力较大，致使瞬时间的冲量也很大，易产生楔块崩射的危险，对于组块安装观察员易造成人员伤害；另一方面由于楔块容易被挤出，导致焊接间隙不均匀性，焊接的误差较大，易出现焊道二次返修问题，很难保证施工质量。

3.2.2 间隙调整新方法

针对上面陈述的钢桩、立柱组对间隙调整，由于存在不安全性及施工质量问题，提出了一种新的间隙调整方法，即在钢桩切割过程中，在钢桩桩头位置均匀留有切割余量，安装完过渡段后，将过渡段和钢桩点焊，然后切割过渡段上部，相应也均匀留出切割余量。组块安装完成后，使用火焰将切割余量从下往上逐一切除，然后将钢桩与过渡段、过渡段与组块立柱焊接完成。

这种方法有多方面优点：一是不需要预制间隙楔块，使用过渡段余量母材，很大程度上节省了人力、物力。二是完全避免了由于间隙楔块崩射产生的危险，安全性大大提高；三是可以按照焊接要求任意调整钢桩与过渡段、过渡段与立柱之间的间隙，间隙调整精度较高，避免了焊接间隙不够，焊道探伤检验不过，以致二次返修的问题，有效保证了焊接质量。图5为现场过渡段间隙余量图。