刘凤羽

（中海油能源发展装备技术有限公司，天津 300452）

1 概述

海上平台模块钻机是海洋油田开发过程中不可或缺的钻井设施，主要由钻井设备模块（简称DES模块）、钻井支持模块（简称DSM模块）、散料灰罐、动力模块、管缆廊架等组成[1]。目前常用的有HZJ50/315 和HZJ70/450两种型号模块钻机，最大钻井井深分别为5 000m和7 000m。不同的钻井井深、平台面积及井槽布置会导致模块钻机尺寸和重量的变化，模块钻机DES模块的吊装重量一般为900～1 100t，DSM模块吊装重量一般为1 100～1 300t[2]。

在模块钻机陆地建造之后需进行装船作业，常规的装船方式有拖拉装船、SPMT滚装装船和吊装装船等。场地受限条件较多时一般推荐采用SPMT滚装装船[3]，场地条件较好时也可以采用吊装装船。吊装装船一般分为浮吊装船和龙门吊装船两种方案。

2 浮吊装船方案

浮吊装船是海上平台较多采用的吊装装船方式。浮吊装船一般要考虑模块钻机的重量从而先锁定目标船舶，根据目标船舶的技术参数和模块钻机的外形尺寸制定吊装方案并根据吊装方案对各结构物及吊装索具进行受力分析，最后再实施吊装作业。以某CEPA平台轻型模块钻机的DES模块（结构重量约为384.1t）吊装为例，根据该模块重量选定烟救起重2号为吊装作业船，在经过计算分析和装船固定后，根据吊装方案实施吊装作业。

2.1 船舶技术参数

烟救起重2号的主要技术参数：

出厂日期：1997年12月4日

锚 ：4.89t×4无杆锚

总长：61.5m

锚链（钢丝绳）：φ40×200m

型宽 ：27.00m φ50×200m

型深：4.5m

吊机能力：700t/200t/100t

吃水：2.5m（最大3.5m）

吊杆长：75m（吊高50m）

总吨：2 023t

主钩舷外跨距（60°仰角）：26m

净吨：681t

副钩：吊高55m 33m（200t）

燃油：86.54m339m（100t）

CEPA模块钻机装船采用烟救起重2号船双钩固定进行吊装。模块钻机结构重量约为384.1t（含40t吊装辅助工具，如：吊装撑杆2个，吊索具4套，浮吊钩头）。此次吊装模块所用浮吊为死把杆，跨距吊钩距离船艏为26.2m，由烟救起重2号船吊装曲线表可查得；所用吊钩的起重能力为2×350t，即700t。烟救起重2号船吊模块无论在码头吊起模块钻机还是吊放到装船上都能满足设计要求。

2.2 吊装分析

根据模块钻机重量、重心及外形尺寸等情况明确吊装方案，采用2个临时吊装撑杆及4套吊索具完成DES模块的吊装作业，见图1。

图1 临时吊杆及吊装索具布置图

经过计算，模块钻机结构及吊耳满足各工况下的受力要求。根据选用吊索具的长度（表1）进行吊索具受力分析计算，2个临时吊装撑杆和4套吊索具均满足使用要求，见表2。

表1 吊索参数

表2 吊索计算结果及结论

2.3 模块装船

2.3.1 船舶就位

烟救起重2号船码头就位：烟救起重2号船将船尾左右两个锚分别抛在距船尾200m处，艏顶码头，调整好船位，距离码头边缘不能超过3m；重任503号暂时放置于烟救起重2号船一侧待命。

2.3.2 模块吊装

①挂扣：按吊索分布图双钩挂扣，并在模块一个支腿上合适位置拴好拖拉绳；

②切除筋板：起吊到50～80t时，检查吊索和卸扣的状态正常后，将模块固定点全部切割；

③模块提起约1m后，烟救起重2号船在德滨、德港2艘拖船配合下远离码头，船艏距码头前沿不得少于68m；

2.3.3 模块就位

①松开烟救起重2号在重任503号一侧的缆绳。

②重任503号向前移泊，直至悬空的模块正对4个滑靴后，停驳。

③烟救起重2号船艏两卷扬机绞缆，向前移动，至模块4个支腿处于滑靴正上方。

④调整4个支腿位置，落钩，并用焊接筋板固定。

⑤待模块初步固定后，方可卸下索具。

吊装装船过程示意见图2。

图2 吊装装船过程示意图

3 龙门吊装船

当场地具备船坞或者凹式港池及龙门吊时，也可以采用龙门吊装船的方案。以某7 000m模块钻机建造项目DES模块吊装装船为例，根据模块重量选定使用1 600t龙门吊完成DES模块（928t）的吊装装船作业。在经过相关计算分析后，根据吊装方案实施吊装作业。

3.1 龙门吊技术参数

轨距×基距：100×40m 起升高度：88m

行走速度：28m/min 大车最大轮压：＜600kN

上小车：

起重能力：2×400t 起升速度：0.3-3-6m/min

行走速度：2.9～29m/min

下小车：

起重能力：800t 起升速度：0.3-3-6m/min

行走速度：2.9～29m/min

3.2 吊装方案

DES模块（928t）的吊装方案如图3所示。使用龙门吊主钩和辅钩完成吊装。根据吊装方案进行相应的结构、吊点及吊装索具计算，确保各吊装物的受力安全。同时采用必要的临时吊杆以保证吊装索具的角度和形态。

图3 DES模块吊装方案

3.3 吊装作业过程

（1）结构工程师、吊装总指挥确认吊装物、吊装环境、吊装准备、安全措施等准备就绪，具备吊装环境，作业环境风力＜4级，白天、能见度好。

（2）启动吊车，放钩至离地面500mm高度。

（3）施工人员按照口令将吊装钢丝绳挂在起重钩上。

（4）施工人员将钢丝绳下段卸扣与吊耳连接，并悬挂防风拉锁。

（5）人员撤离后，两车根据指挥口令缓慢起升吊钩，至钢丝绳绷紧，检查吊耳钢丝绳卸扣之间的相互对应关系。

（6）上下小车逐渐加力，比吊装吨位＜100t，然后3钩同时提升，将模块吊离地面200mm，静止10min。无异样，继续提升，然后水平移动，提升高度及速度不宜过高。

（7）根据指挥口令，龙门吊按照行走路线向装船区域沿移动。

（8）驳船调载及系泊好，模块缓慢放置在驳船上，船系泊总指挥与吊装总指挥沟通顺畅，吊装总指挥服从船舶总指挥命令，最后将模块安全的放置在驳船上。

（9）模块放置后，即可装焊固定工装。

4 吊装方案应用限制

对于采用浮吊装船方案，需考虑码头自身基础条件、带缆桩、锚点等对于方案的限制。由于需要将模块由建造场地移动至码头前沿，一般需要提前部署滑道及拖拉装置，使模块能够被移动至浮吊的吊装半径范围内。在模块由滑道移动时，同时也受码头资源排布的限制，需要合理安排场地资源，及时清空滑道前的障碍。在使用固定式吊臂的浮吊时（如烟救起重2号700t）需要浮吊或者驳船进行二次就位。使用全回转吊臂浮吊（如德瀛1 700t）时不需要进行二次就位，但是船舶费用较高。船舶就位和吊装时需要考虑水深及潮汐对吊装作业的影响。

对于采用龙门吊装船方案，需场地具备船坞或者凹式港池供船舶停靠。龙门吊存在吊装高度的限制，应不小于40m吊高。由于DES模块安装井架后高度较高，龙门吊资源应在吊装前尽早锁定，避免由于龙门吊因需完成其他作业任务导致需要DES模块井架拆除以避让其运行空间的问题。

5 结论及建议

海上平台模块钻机的吊装装船一般采用浮吊和龙门吊两种吊装方案。在选择吊装方案时应充分考虑模块钻机建造场地和码头的自然条件，根据模块钻机的重量锁定合适的目标船舶，再根据船舶技术参数制定合理的吊装技术方案。同时根据吊装方案对结构物、吊装索具、吊点等进行必要的受力计算分析，保证吊装作业的安全。

浮吊和龙门吊两种吊装方案均存在一定的应用限制条件。在模块钻机建造场地选址时应充分考虑工期和场地资源排布计划。根据实际项目经验，龙门吊装船费用较低，限制条件较少，如果资源条件允许，建议优先采用此方案。