双船浮托法用于万吨级平台安装的应用研究
2021-04-24李新超李怀亮
李新超 李怀亮
(海洋石油工程股份有限公司,天津300452)
1 项目简介
随着我国海洋油气开发事业的迅速发展,浮托法也得到越来越广泛的应用。从承载驳船的数量和特点上区分,浮托法可以划分为单船浮托和双船浮托[1-2]。目前国内已熟练掌握了单船浮托法,包括常规单船、T 型船、动力定位船等多种浮托安装方法,工程实例更是多达几十项。然而,目前国内双船浮托技术还处于空白阶段,并没有实施的先例。有必要研发双船浮托技术,既可有效解决浅水海域无法使用大型起重船以及大型驳船进行平台安装的难题, 又能为深水SPAR 等下部没有开口结构的平台安装等提供必要的技术储备。双船浮托技术可分为双体船浮托和双船浮托两种安装技术,其中双船浮托技术根据双船的链接形式可又分为刚性连接浮托技术和铰接连接浮托技术。双船浮托法采用两条驳船在组块两侧支撑,从平台两侧驶入,到达预定设计位置后,下放组块至下部结构,从而完成组块安装作业[3]。其对平台下部支撑结构的设计要求较低,但是对海域环境条件和安装操作水平的要求却较高。
本文基于浮托作业驳船“HYSY225”及“HYSY226”,长距离运输驳船“HYSY228”,对双船浮托法平台安装技术进行一些研究,以期能为今后同类工程实践提供参考。
2 示例平台、驳船信息
2.1 示例平台信息
示例平台为六腿导管架平台,导管架水平层尺寸为24m×32m,上部组块重为10000t,平台侧面示意图如图1 所示。
2.2 驳船信息
图1 平台侧面示意图如下图
表1 示例驳船主要参数表
2.3 作业工况
为确保施工安全,船舶海上施工作业的海况限制条件如下表。
表2 待命的限制条件
表3 浮托作业的限制条件
3 运输船与浮托船甲板功能布置
3.1 运输船甲板功能布置
运输驳船为海洋石油228,需根据计算结果提前布置滑道、限位、横向护舷以及装船固定等,并且准备需要的绞车锚缆等,所有的预制件必须按照批准的检验程序进行检测,具体如图2 所示。
3.2 浮托船甲板功能布置
浮托船为海洋石油225/226,需根据项目需要提前完成LMU、DSF、装船固定件、两条浮拖船上的支撑结构以及纵向限位等的陆地预制及船上设备和结构的安装。并且准备需要的绞车锚揽等,如图3所示(两船为对称布置)。
图2 运输驳船甲板功能布置示意图
图3 浮托驳船甲板功能布置示意图
4 关键施工程序步骤
前期准备工作完成后,开始进行组块的整体双船浮托安装,主要的施工方案如下。
4.1 组块装船及装船固定
将组块由建造场地整体装船至运输船的设定位置,并进行装船固定焊接等。
4.2 拖航运输
完成出航前各项准备工作后,将运输船按照设计的拖航压载方案压载,并由拖轮拖曳到设定海域。
4.3 定位海试
HYSY228 到达指定区域后,将其压载到设计吃水。在进入待命位置之前,在安全区内进行一系列的海试。如果环境条件不允许,HYSY228 会在安全区内等待合适的气候窗。浮托船HYSY225/HYSY226 到达指定区域后,将其压载到设计吃水,在安全区内巡航,并各自配备一艘守护拖轮。
4.4 进入待命位置
得到批准和定位海试结束后,运输船HYSY228 托举组块从安全区进入待命位置。浮托船HYSY225/HYSY226 进入待命位置,通常,浮托船待命位置距离运输船约100m。
4.5 系缆
在待命位置,进行运输船HYSY228 锚系布设工作,等待合适的气候窗,并进行浮托前的最终准备工作。
监测环境条件和浮托船以及运输船的运动,以决定是否进行进船作业,浮托船HYSY225/HYSY226 远离运输船的一侧各有一艘拖轮,辅助定位。
4.6 进船
如果环境条件允许,浮托船HYSY225/HYSY226 在绞车、定位拖轮等设备辅助下逐渐向运输船靠拢,横向护舷及纵向限位各安装在运输船HYSY228 船侧及浮托船HYSY225/HYSY226船侧,以减小运输船和浮托船之间的碰撞力,并辅助定位。浮托船到达对接位置后,锚缆锁紧,浮托船上LMU 与组块插尖对齐。
4.7 单船转双船
在这个阶段,浮托船HYSY225/HYSY226 排载,并保持进船吃水不变,运输船HYSY228 压载,通过增加运输船的吃水,浮托船上LMU 接收端与组块LMU 插尖对接,将组块由运输船HYSY228 逐步转移到两浮托船HYSY225/HYSY226 上。
4.8 退船
在这个阶段,运输船HYSY228 继续压载,直到运输船上DSU 与组块插尖垂向间隙达到设计值时,停止压载,并在绞车和拖轮的辅助下逐渐从两浮托船HYSY225/HYSY226 区域退出。在退船作业前,将运输船船首的拖轮解缆。运输船到达设置安全位置后,解脱锚缆,并由拖轮拖带到指定的港口进行清驳和复员。
4.9 短距离运输
两浮托船HYSY225/HYSY226 在拖轮辅助下向设定的油田区域航行。
4.10 浮托船系缆
到达设定的油田区域后,两浮托船HYSY225/HYSY226 在三用拖轮协助下完成锚系的布设。
4.11 进船
如果环境条件允许,浮托船HYSY225/HYSY226 在绞车、定位拖轮等设备辅助下逐渐向导管架靠拢,纵向限位安装在浮托船HYSY225/HYSY226 船侧及导管架上,以减小浮托船和导管架之间的碰撞力,并准确定位。浮托船到达对接位置后,锚缆锁紧,组块插尖与导管架上LMU 对齐。
4.12 双船转导管架
在这个阶段,浮托船HYSY225/HYSY226 压载,通过增加浮托船的吃水,组块LMU 插尖与导管架上LMU 接收端对接,将组块由浮托船HYSY225/HYSY226 逐步转移到导管架上。
4.13 退船
在这个阶段,浮托船HYSY225/HYSY226 继续压载,直到浮托船船上LMU 与组块插尖垂向间隙达到设计值时,停止压载,并在绞车和拖轮的辅助下逐渐从导管架区域退出。到达设置安全位置后解脱锚缆,并航行到指定的港口进行清驳和复员。
5 结论
随着我国海洋油气事业的迅速发展,浮托安装技术也正在得到越来越广泛的应用,其中双船浮托安装技术更是未来浮托技术发展的方向。本文基于浮托作业驳船“HYSY225”及“HYSY226”,长距离运输驳船“HYSY228”对双船浮托法进行万吨级平台安装的施工作业流程等进行了较详尽的介绍,包括单船过驳至双船、双船短距离运输和双船浮托安装等整个安装作业过程,以期能为今后浅水海域以及深水海域SPAR 等下部没有开口结构采用双船浮托法进行平台安装作业进行技术储备,并为今后其它同类工程实践提供参考。