＊史云龙 许光伟 朱映

（中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300459）

海洋石油平台是海洋工程结构物，随着国家油气行业“七年行动计划”的实施，中国海油“十四五”期间新建平台持续增加，海洋平台的设计建造将更加标准、规范和科学。海洋平台结构设计主要针对导管架、甲板及其他附属结构的设计，其设计的原则有先进、合理、安全、经济、满足规范要求等，以确保结构设计达到安全和质量的高标准。

海洋石油平台按照结构样式及其特征大致分成为三类：固定式平台、移动式平台、顺应式平台。本文主要是针对固定式桩基平台结构设计审查接口重点控制方向进行研究。固定式桩基平台是目前渤海油田典型的平台形式，主要通过打桩的方法完成平台的下部结构（导管架）安装后，再进行上部组块的安装，依据平台整体形式、重量、规模、安装环境条件的不同，上部组块主要分为整体吊装、分块吊装和浮托安装三种形式，不同形式的组块再对接口的设计审查重点关注方向也不同，下文将对三种不同形式的主要审查控制点进行研究说明。

1.整体吊装平台结构接口控制重点

整体吊装平台（上部组块）是海洋石油平台相对简易的平台，我国渤海地区主要设计为无人值守井口平台，平台设计主体结构为导管架和上部组块（不含生活模块和钻修井模块），主要为了实现应用动用储量200～500万立方米之间的边际油田的开发，缩短开发周期，加快建设进度，降低开发投资。目前基本实现无人平台标准化设计，缩短设计进度，达到快速建产目的。对于该系列平台的结构专业接口审查重点关注两个部分：

(1)过渡段与导管架和组块连接审核

过渡段作为关键构件，对桩基平台上下部起着承上启下的作用。其设计结构方式和尺寸的控制，直接影响后续海上安装的精度和便利。目前海洋石油平台过渡段依据平台和导管架形式不同而不同，重点是为了调整导管架安装后尺寸精度，确保组块顺利安装。

过渡段是用于连接导管架和组块的重要结构，主要受到垂直方向力，首先，材质应选择屈服强度、低温冲击等所有性能均应满足设计环境条件要求。其次应关注过渡段的整体尺寸，即过渡段的直径和壁厚应与导管架钢桩尺寸相匹配，保证过渡段于钢桩的正常插入；过渡段的高度应依据组块的设计标高，确定过渡段实际标高，并提前预留设计的切割余量。最后过渡段审查主要关注的是焊接工艺技术，以保证焊接的质量安全达到要求。

(2)组块插尖与过渡段连接的控制点

插尖是在完成过渡段安装后，为了保证组块海上吊装安装精确、顺利、快捷就位于过渡段上，在组块立柱底部设置的结构。插尖主要以倒锥型为结构设计样式，内部需要设置筋板以满足设计强度要求。设计审查同样是关注材质、整体尺寸、连接及焊接形式三个方面，基本与过渡段的审查重点一致，需要特别指出的是过渡段整体尺寸控制应满足过渡段和组块立柱的匹配。

2.分块吊装的上部组块接口控制重点

海洋石油平台（上部组块）分块吊装主要是设计规模较大的井口平台，依据组块重量、组块规模、建造场地资源、安装资源等条件因素在设计时将上部组块切分为不同模块，待完成陆地建造后，由浮吊资源在海上顺序完成吊装和合拢。分块吊装平台依据平台规模和形式切分数量不同，如常规8000吨级组块，该级别组块主要包上部组块（东西块）、生活模块、钻机模块（修井机模块）。

(1)分块吊装(东西块)设计结构接口审查重点

考虑到组块整体规模较大，吊装资源不具备整体吊装能力，故将组块拆分成两个单体进行吊装，这样既能适应不同的场地建造资源，又能满足多级别起重作业船舶的吊装条件。对于东西块设计的组块设计审查需要在整体尺寸、重量重心、东西块连接形式等方面进行重点关注。

首先，组块的每一层的设计标高应该依据海图基准面和每层的设计功能进行核算，为防范潮汐与波浪组合等恶劣环境，底层标高至少应超过海上该组合最大波峰高程，并留有至少1.5m的间隙，以保证甲板安全，同时组块整体结构校核满足规范要求。

其次，重点控制组块的重心，由于组块分东西块设计，必定生活楼布置于非井口区模块上，改模块处在非防爆区，设备设施相对集中，这样该模块很容易出现偏心的情况，如何将重心偏心控制在允许范围内，是必须要重点关注的问题，通过对设备设施布置的优化调整，控制偏心超出范围，以便顺利完成后续海上的吊装作业。

再次，东西块的连接通常利用大尺寸型钢进行连接，设计审查重点关注东西块的预留尺寸及结构形式，型钢两端的形式直接关系到组块吊装就位后的连接施工效率，同时还需和其他专业共同协调确定东西块连接处的管线、电缆、设备等影响，以免发生吊装干涉现象。

(2)生活模块与组块结构接口审查重点

生活模块与组块的结构接口重点审查生活模块立柱在组块的固定点的结构尺寸和结构形式。目前生活模块的设计基本都是与组块设计分开，因单体都存在独立性，所以对两个模块的连接处的审查尤为重要。生活模块的立柱固定在组块主结构梁上，但结构形式却不相同，确保生活模块立柱固定形式与组块固定点预留形式和尺寸一一对应是审查的重点。

(3)钻机模块(修井机模块)与组块的接口审查重点

钻机模块与组块的结构接口审查已基本与生活模块一致，除此之外还应重点关注模块钻机与生活模块与组块的吊装干涉问题。

3.浮托法安装上部组块结构接口审查重点

采取浮托法来安装上部组块已经成为了海洋石油平台安装的常规方法。该方法相比较而言，其成本低、作业周期短、安全方便等优点得到了业内较高认同。浮托法安装的上部组块基本都能实现整体安装，完成安装后能在短时间内实现海上的联合调试并快速见产。目前传统的浮托主要分为高位浮托和地位浮托两种形式，浮托安装设计结构接口审核重点控制如下两个方面。

(1)甲板支撑装置(DSU)和组块、滑靴的接口的设计审查重点

甲板支撑装置设置于组块和滑靴中间。其作用一方面体现在可以在组块陆地预制和装船运输过程，顺利支撑组块重量，方便进行预制及运输；另一方面，甲板支撑装置能够有效的缓冲浮托安装过程中的冲击力。甲板支撑装置应根据实际安装工况来进行设计，审计审查重点关注该装置的整体尺寸和结构形式，高度直接影响浮托船舶退船过程的调载，结构形式直接影响DSU重量和安装切割效率，设计审查务必统筹考虑预制和后续安装。

(2)桩腿耦合缓冲装置(LMU)与组块插尖接口设计审查重点

桩腿对接耦合装置（LMU）是一组块立柱和导管架钢桩的对接装置，其底部与导管架腿相连，上部与组块立柱相连，是浮托安装承上启下的关键部件，当浮托安装完成后，LMU成为导管架腿的一部分，起到支撑组块重量的作用。LMU通过套筒内部装置实现在组块重量由DSU向LMU转移的过程中的缓冲作用，而组块立柱与LMU的自动对中则通过LMU的盘形接收器实现。考虑到整体作业安全及施工工艺适配，LMU与组块插尖接口设计审查的重点不仅关注结构设计的合理性，而且应该从结构应力、材质和工艺制作进行扁平化的审查控制，确保上部组块功能行使稳定，焊接、涂装工艺满足结构力学及海洋环境使用标准，并且同类型审查点应当能够进一步推广至其他类似作业情境中，从而对后续的施工工艺及设计模式进行适应性调整。

设计审查首先是关注LMU的整体尺寸，因浮托组块安装方案设计取消过渡段由LMU替代，所有LMU的整体尺寸审核均应按照过渡段的要求进行。其次LMU内部设计的缓冲装置直接影响组块浮托落位的整体安全，审查过程中对其材质的选择、尺寸的控制必须加以重点关注。最后LMU审查应关注焊接形式，确保LMU与组块、导管架钢桩的焊接质量。

4.结语

海洋石油平台设计是多元且复杂的工程，结构设计仅是石油平台整体设计的一部分，而针对结构专业接口设计审查，更是海洋石油平台设计审查的一个重点。本文通过对我国渤海地区最常见的固定式桩基平台结构设计审查接口重点控制方向进行研究，为在多专业的设计审查过程中需要重点关注的事项拓展思路、提供借鉴，以便高效率、高质量完成设计审查工作，为海油石油工程全生命周期管理提供良好的技术支持和技术保障。