移動式采油平臺的火炬臂設(shè)計(jì)與優(yōu)化

孫金偉 穆勝軍 許海東 李艷莉 譚靜軒

（中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司，天津塘沽，郵編：300452）

0 引言

移動式采油平臺是主要為解決淺海海域邊際油田 “蜜蜂式采油”開發(fā)問題而研制的自升式采油平臺。根據(jù)移動式采油平臺的操作特點(diǎn)，特別是其可移動性。其火炬臂設(shè)計(jì)采用可回收式的型式。

1.可回收式火炬臂設(shè)計(jì)主要內(nèi)容

針對移動式采油平臺的特點(diǎn)，特別是其操作性和安全性的特點(diǎn)，對可回收式火炬臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究，找到了最適合移動式采油平臺的火炬臂型式。

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對于海上生產(chǎn)設(shè)施來說，在設(shè)計(jì)火炬臂時需要考慮常風(fēng)向、燃?xì)饬俊⒆畲箫L(fēng)速等因素。由于海上生產(chǎn)設(shè)施常年在固定海域工作，因此這些因素大多是常年不變的。大多數(shù)海上生產(chǎn)設(shè)施采用固定式火炬臂。但移動式采油平臺具有可移動性，可以在不同海域?qū)嵤┳鳂I(yè)，因此，移動式采油平臺的火炬臂必須滿足不影響移動式采油平臺移動性的要求。因此設(shè)計(jì)一種可回收式的火炬臂應(yīng)用于移動式采油平臺上可以滿足該要求。

1.1.1 根據(jù)移動式采油平臺的特點(diǎn)，除按照普通生產(chǎn)設(shè)施要求的參數(shù)對火炬臂進(jìn)行計(jì)算外，還需要考慮移動式平臺拖航過程中火炬臂的受風(fēng)面、受力點(diǎn)、風(fēng)速變化引起的火焰變形和火焰高度這四項(xiàng)計(jì)算數(shù)值[1]；

1.1.2 移動式采油平臺的火炬臂設(shè)計(jì)包括火炬頭、火炬臂桁架、火炬臂根部固定結(jié)構(gòu)、點(diǎn)火裝置、回收絞車等；

1.1.2 可回收式火炬臂設(shè)計(jì)采用三角形桁架結(jié)構(gòu)，保證受風(fēng)面可以各個角度上均勻受力以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)固[2]；

1.1.3 可收式火炬臂根部采用 “吊耳-插銷四點(diǎn)固定”的活性連接方式進(jìn)行固定，可以保證回收的靈活性，不產(chǎn)生軸向裂紋。結(jié)構(gòu)圖見圖1；

1.1.4 可回收式火炬臂根部設(shè)有斜支撐，約束火炬臂橫向位移，示意圖見圖2；

圖1 可回收式火炬臂固定方式結(jié)構(gòu)圖

圖2 可回收式火炬臂根部結(jié)構(gòu)示意圖

1.1.4 對可回收式火炬臂強(qiáng)度所需的靜載荷、活載荷、邊際約束條件、風(fēng)載荷、渦基振動等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,并按照滿足生產(chǎn)和拖航兩種工況條件的要求進(jìn)行分析，符合船級社的相關(guān)規(guī)定[3][4]；

1.2 火炬臂設(shè)計(jì)分析

1.2.1 移動式采油平臺的火炬臂可以隨時收放，滿足移動式平臺移動性的要求；

1.2.2 移動式采油平臺的火炬臂根部的設(shè)計(jì)形式使得受力方向?yàn)檠有敝蔚目v向方向，應(yīng)力在收放時可以釋放，杜絕了軸向受力產(chǎn)生裂紋的風(fēng)險；

1.2.3 由于移動式采油平臺體積小，空間有限，因此火炬臂設(shè)計(jì)尺寸比較小，可以利用最優(yōu)化的資源達(dá)到使用的最佳效果；

1.2.4 移動式采油平臺的火炬臂采用三角桁架的型式，可以穩(wěn)定的固定在甲板上，同時各個方向的迎風(fēng)面面積是相同的，承受的風(fēng)力基本相同，不會由于受力不均產(chǎn)生傾斜等現(xiàn)象。

2.結(jié)束語

可回收式火炬臂的設(shè)計(jì)避免了根部裂紋、火炬臂晃動和甲板受力撕裂的風(fēng)險。既保證了海洋石油161火炬臂在生產(chǎn)運(yùn)營中的安全、穩(wěn)定，又保證其可以快速無損傷回收。

[1]《移動式采油平臺火炬臂計(jì)算書》；

[2]鋼質(zhì)海船入級規(guī)范 中國船級社 2009人民交通出版社；

[3]海上移動式平臺入級與建造規(guī)范中國船級社2005；

[4]優(yōu)化后“HYSY-161-RPT-ST-MD2001火炬臂結(jié)構(gòu)計(jì)算報(bào)告”。