浮托安装工程设计中的若干共性问题的探讨.pdf

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1、55卷增刊l中国造船Vo1．55Special12014年4月SHIPBUILDINGOFCHINAApr．2014文章编号：1000-4882(2014)S1-0028．09浮托安装工程设计中的若干共性问题的探讨沈留兵，冯斌，袁梦，LarryChen，赵阔(中海石油(中国)有限公司南海深水天然气开发项目组，深圳518067)摘要论文以荔湾3．1中心平台组块浮托安装工程项目设计、施工为依托，就浮托安装工程设计和分析中遇到的若干共性问题进行了初步归纳和探讨。介绍了浮托安装船的选择要求、浮托法工程设计的安装阶段划分以及各个阶段设计所需的注意

2、事项；阐述了浮托安装设计环境条件选取及对施工可操作性的影响；就荔湾3—1中心平台组块浮托安装工程设计中的数值处理方法进行了归纳和总结；指出了水动力分析中出现的不规则频率对浮托安装分析结果的影响、规避方法和工程处理办法；讨论了系统阻尼比对工程分析结果的影响，并结合工程经验给出了建议；介绍了物理模型试验和现场测量方法的作用和意义。论文探讨了LMU、DSU以及护舷系统等安装辅助设备在工程设计应用中的注意事项，对影响分析结果的若干重要设计参数(如：桩腿耦合缓冲器的水平刚度、组块支撑单元与组块之间的摩擦系数以及横荡护舷间隙等)进行了初步探讨和研究

3、。论文的研究成果对更为合理有效地进行浮托安装设计及施工具有重要参考价值。关键词：浮托法；不规则频率；阻尼比；桩腿耦合缓冲器；组块支撑单元0引言近年来，我国海洋油气资源开发在深度和广度上得到了快速发展，海洋结构物的设计、采购、建造和安装能力也得到了全面和迅速的提升。荔湾3．1中心平台作业水深为l89．5m，组块重量26000t以上。中心平台组块安装的工程设计刷新了我国组块整体浮托安装重量的纪录⋯。组块海上安装常用方法主要有两种：吊装和浮托安装。海上吊装受起重船能力、作业排期以及转运等因素的限制；迄今为止，我国最大的起重船蓝鲸号起重能力约为

4、7500t，而世界上最大的起重船Thialf最大起重能力也只有14200t，不能满足超大型的组块整体安装要求。浮托法是指通过调载、利用潮位或使用升降装置等方式，将安装船运载的平台组块重量逐步转移至导管架或其他浮式结构物上的一种安装方法。近年来，浮托法由于其安装迅速、海上调试时问短以及可弥补起重船资源不足等优势得到了大力发展，其应用也逐渐从环境友善的封闭海域发展到了海况相对剧烈的开阔海域。浮托安装方法的工程设计涉及到复杂的非线性动力学、水动力学等学科，对设计人员的工程经验和理论基础要求高。因此，在工程实践中不断地总结、积累和创新，对确保工

5、程设计的质量、提高工作效率、丰富和完善设计思路和方法都有着现实意义。本文以荔湾3．1中心平台组块浮托安装工程项目为依托，就浮托安装工程设计和分析中遇到的若干共性问题进行初步总结和探讨。1浮托法工程设计中的若干共性问题荔湾3一l中心平台组块的浮托安装，对我国大型海上平台组块整体安装领域具有里程碑的意义。本文以该项目为依托，对工程设计中遇到的若干共性问题开展初步探讨，以期为今后的工程设计提供55卷增刊l沈留兵，等：浮托安装工程设计中的若干共性问题的探讨29参考。1．1浮托安装船的选择选择合适的安装船是浮托安装工程设计的首要问题。通常施工船的

6、选择需要考虑从码头装船、拖航运输以及海上安装各个阶段的可行性。荔湾3一l中心平台的组块安装选择海洋石油229作为安装船符合上述要求；海洋石油229己成功完成了位于缅甸的SHWE平台上部组块(重量与荔湾中心平台接近)安装，其可行性已经过理论和实际操作的验证。1．2浮托法的安装步骤荔湾3．1中心平台组块安装选用了单船浮托方法。其浮托安装的工程设计，分成以下四个阶段进行了详细设计和分析。1．2．1待机阶段组块运输至安装地点以后，通过临时锚泊系统或者动力定位系统就位，等待合适的安装气候窗。在此待机阶段，安装设计需要考虑以下几个方面的内容：(1)

7、锚泊系统的强度以及锚点上拔力的大小。(2)锚泊缆与海底管线的垂向距离及导管架结构的水平距离。(3)安装船的运动、稳性及其与导管架结构之间的距离。1．2．2进船阶段气候窗满足设计安装条件，安装船通过锚泊系统、纵向缆、交叉缆以及拖船等拖拉进入主腿槽。在此进船阶段，工程设计除了需要考虑待机阶段的所有因素外，还需考虑以下几个方面：(1)进船时组块插尖与其桩腿耦合缓冲器之间的垂向距离。(2)船首进入导管架主腿槽时的横向运动，以避免发生碰撞。(3)横荡护舷和纵向护舷受力情况。(4)纵向缆和交叉缆的强度。(5)抵达安装位置时，组块插尖的水平运动。1．

8、2．3对接阶段通过压载系统、升降装置等始终保持安装船的前后吃水一致，均匀压载，将组块重量从驳船逐渐转移至导管架上；载荷转移完毕后，继续压载，使得组块支撑单元和组块分离并保持一定的间隙。在此对接阶段，工程设计