海上石油平臺(tái)液壓多功能輸送棧橋研制

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(中海油能源發(fā)展股份有限公司 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司，天津 300452)

隨著海洋石油勘探開發(fā)二次跨越，支持型的多功能平臺(tái)缺口較大?，F(xiàn)存的支持平臺(tái)外輸作業(yè)方式大多功能單一，服務(wù)能力有限。如公知的海上支持平臺(tái)在固定平臺(tái)相互之間、固定平臺(tái)與移動(dòng)平臺(tái)之間的外輸作業(yè)時(shí)，常采用鋪設(shè)臨時(shí)外輸管線或使用吊機(jī)進(jìn)行吊裝搭接整體式鋼質(zhì)外輸棧橋，這種整體式鋼質(zhì)外輸棧橋每次拆裝和管線連接現(xiàn)場(chǎng)工作量很大、海上施工時(shí)間長(zhǎng)、工作效率低，若采用臨時(shí)海底外輸管匯成本高、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大。新研制的液壓多功能輸送棧橋能夠解決海洋石油平臺(tái)生產(chǎn)外輸作業(yè)的技術(shù)問(wèn)題，使得外輸作業(yè)更加安全、方便、快捷。

1 棧橋總體性能

棧橋總體外觀為懸臂式，棧橋主體為框架式鋼結(jié)構(gòu)，棧橋設(shè)置活動(dòng)底座，可與甲板底座活動(dòng)連接，可利用平臺(tái)吊機(jī)整體吊運(yùn)拆裝。在棧橋上載有主動(dòng)力電纜、通信廣播電纜、以及輸送液體無(wú)縫鋼管，給支持平臺(tái)提供外輸供電、液、氣、灰等服務(wù)。棧橋收回存放狀態(tài)，自由一端放置在平臺(tái)固定支架上；棧橋搭接使用狀態(tài)，橋體通過(guò)機(jī)構(gòu)可在底座上旋轉(zhuǎn)一定角度與其它平臺(tái)搭接。該液壓棧橋的各項(xiàng)技術(shù)要求和使用性能均符合中國(guó)船級(jí)社頒發(fā)的現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)則。

棧橋整體性能和基本參數(shù)見表1。

表1 輸送棧橋整體性能和基本參數(shù)

2 棧橋主要構(gòu)成及工作原理

液壓多功能輸送棧橋，包括安裝在平臺(tái)上的底座、安裝在底座上的框形支架、垂直安裝在支架上的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸、安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)主軸上的懸臂橋體、安裝在橋體上的各類帶快速接頭的外輸管線和電纜、以及轉(zhuǎn)動(dòng)主軸的驅(qū)動(dòng)裝置，所述懸臂橋體與轉(zhuǎn)動(dòng)主軸之間為鉸接，懸臂橋體中間部位安裝有吊耳，轉(zhuǎn)動(dòng)主軸頂部安裝有定滑輪，轉(zhuǎn)動(dòng)主軸腰部安裝有隨轉(zhuǎn)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的卷?yè)P(yáng)機(jī)及其機(jī)座，卷?yè)P(yáng)機(jī)的曳引鋼絲繩通過(guò)定滑輪連接吊耳。輸送棧橋主要由橋跨、門架、底座、液電控制系統(tǒng)等組成，見表2。棧橋結(jié)構(gòu)見圖1。

表2 棧橋配套表

a)側(cè)面圖

b)俯視圖1-橋跨;2-萬(wàn)向滾輪;3-吊耳;4-轉(zhuǎn)動(dòng)主軸;5-護(hù)欄;6-定滑輪;7-鋼絲繩;8-卷?yè)P(yáng)機(jī);9-機(jī)座;10-支架;11-直梯;12-液壓馬達(dá);13-液壓泵站;14-輸出小齒輪;15-大齒輪;16-底座;17-鉸軸;18-齒輪箱體;19-快速接頭;20-外輸管線;21-液動(dòng)控制箱;22-銷軸;23-回轉(zhuǎn)制動(dòng)裝置圖1 棧橋結(jié)構(gòu)示意

2.1 橋跨

橋跨框架結(jié)構(gòu)由鋼管焊接而成，其橫截面呈L形，懸臂橋體的外側(cè)和底部安裝有并排的外輸管線，其內(nèi)側(cè)安裝有外輸電纜，懸臂橋體上還安裝有維修用人行通道及護(hù)欄，懸臂橋體前端安裝有萬(wàn)向滾輪，便于和搭接目標(biāo)平臺(tái)安全支撐，見圖2。

1-橋跨;20-外輸管線;24-通道蓋板;25-護(hù)欄圖2 橋跨截面示意

2.2 門架

門架由門架本體、液電操控箱與液壓泵站、門架固定銷、擺動(dòng)油缸、爬梯、腳踏梯等組成，用于棧橋架設(shè)及棧橋收回后的固定，見圖3。

4-轉(zhuǎn)動(dòng)主軸;5-護(hù)欄;8-卷?yè)P(yáng)機(jī);9-機(jī)座;10-支架;11-直梯;12-液壓馬達(dá);15-大齒輪;16-底座;17-鉸軸;27-軸承;28-軸承圖3 門架立面示意

液壓泵站將電力轉(zhuǎn)化為液壓動(dòng)力，為棧橋架設(shè)或撤收提供動(dòng)力源；擺動(dòng)油缸將棧橋提起或放下，搭接幅度為±10°。門架一側(cè)設(shè)置有爬梯和欄桿，方便棧橋操作維護(hù)人員上下操控臺(tái)，進(jìn)行棧橋架設(shè)或撤收作業(yè)以及門架上部裝置的維護(hù)保養(yǎng)；門架下部設(shè)置腳踏梯和欄桿，便于人員通行。棧橋架通后或存放時(shí)，用插銷將門架與下部的底座固定。

2.3 底座

底座由底座框架、回轉(zhuǎn)支承、門架回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)、回轉(zhuǎn)接頭、走臺(tái)欄桿等機(jī)構(gòu)組成，見圖4。

4-轉(zhuǎn)動(dòng)主軸;14-輸出小齒輪;15-大齒輪;22-銷軸;23-回轉(zhuǎn)制動(dòng)裝置圖4 底座

底座通過(guò)回轉(zhuǎn)支承與門架相連，通過(guò)門架回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)使門架360° 回轉(zhuǎn)，中部回轉(zhuǎn)接頭供油路、電路上門架。底座圓周設(shè)置有走臺(tái)欄桿，便于人員安全行走。

2.4 液壓系統(tǒng)

棧橋系統(tǒng)由平臺(tái)提供安全電力和連接電纜線，為棧橋的架設(shè)或撤收作業(yè)提供動(dòng)力。液壓系統(tǒng)主要包括泵站(液壓動(dòng)力源，含油泵、電機(jī)、濾油器、加熱裝置等)、液壓控制閥、工作回路等。液壓系統(tǒng)共有以下3個(gè)工作回路。

1)門架回轉(zhuǎn)工作回路?；剞D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)使門架回轉(zhuǎn)。

2)橋跨擺動(dòng)工作回路。通過(guò)擺動(dòng)油缸來(lái)控制橋跨搭接幅度。

3)橋跨固定銷油缸工作回路。通過(guò)控制固定銷油缸來(lái)固定橋跨。

2.5 電氣操控系統(tǒng)

電氣操控系統(tǒng)由平臺(tái)提供交流220 V 50 Hz 3-phase電源，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵為液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。電氣操控系統(tǒng)包含操控臺(tái)、控制箱、變壓整流裝置、信號(hào)燈、按鈕、開關(guān)、電線、報(bào)警裝置等。除電機(jī)外，其余電氣元件采用24 V直流電工作。電氣操控系統(tǒng)的主要操控元件與液壓控制閥一起安裝在操控臺(tái)上。

3 結(jié)論

1)由于懸臂橋體同鉸接的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸通過(guò)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置水平轉(zhuǎn)動(dòng)，懸臂橋體可利用卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)主軸上的定滑輪抬高或者降低角度，這樣可滿足不同方位搭接棧橋進(jìn)行外輸作業(yè)要求；

2)橋體上安裝固定有各類帶快速接頭的外輸管線和電纜，可實(shí)現(xiàn)海上生產(chǎn)設(shè)施間的快速外輸作業(yè)服務(wù)，大大提高了工作效率；

3)利用橋體本身結(jié)構(gòu)鋼管做成外輸管線，減輕了附加外輸管線重量；

4)橋體上設(shè)置維修通道，方便管線和電纜的安裝和維護(hù)；

5)維修通道上設(shè)置通道蓋板，通道蓋板下安裝有外輸管線，節(jié)省管線安裝空間。