浮托法安裝平臺總體布局研究

寇建惠

（中海油能源發(fā)展油田建設(shè)工程設(shè)計(jì)研發(fā)中心，天津 300452）

0 引言

海上平臺組塊最常用的安裝方法是吊裝，如圖1。但隨著我國海洋石油工業(yè)的發(fā)展，海上平臺正在向大型化、綜合化方向發(fā)展，平臺整體重量也隨之增加。而目前中海油最大的起重船“藍(lán)鯨號”的額定起重能力為7 200 t，但實(shí)際上吊裝超過6 000 t的組塊時(shí)就會有很高的風(fēng)險(xiǎn)，所以面對超重組塊，傳統(tǒng)的吊裝已不能滿足要求。

圖1 華西5000正在海上安裝導(dǎo)管架

在此種情況下，浮托安裝法應(yīng)時(shí)而生。目前海洋石油221是8 000 t的半潛駁；海洋石油225和226是16 800 t甲板駁；海洋石油229是30 000 t導(dǎo)管架下水駁。這些駁船承重能力強(qiáng)，且租賃費(fèi)用便宜，海洋石油229每天僅為43萬元，大大節(jié)省了投資費(fèi)用。

1 駁船的大小決定了組塊軸間距及井口布置位置

浮托法組塊的安裝方式是采用壓載法，通過滑靴和支撐框架把組塊支撐起來，海上駁船就位后通過駁船壓載把組塊安裝到導(dǎo)管架上。

現(xiàn)用BZ34-1CEPA組塊舉例來進(jìn)行說明浮托法的安裝過程。該組塊運(yùn)用BH221進(jìn)行安裝，該船長142 m，船寬36 m，型深9.75 m。將組塊滑移固定在駁船后，進(jìn)行托航，其安裝過程是將駁船慢慢拖到導(dǎo)管架前并開始向前移動，直至平臺插尖對準(zhǔn)已安裝好的導(dǎo)管架樁腿。

從上述過程中可以看出，安裝組塊時(shí)駁船要進(jìn)入到兩導(dǎo)管架之間，故要求采用浮托法安裝的平臺縱向?qū)Ч芗軐挾缺仨氁笥诖w寬度。目前中海油的駁船寬度一般為36 m，所以縱向軸間距一般采用40 m。

為了縮減工期，一般情況下，項(xiàng)目先期會利用“導(dǎo)管架+鉆井船”的方式進(jìn)行打井，為了駁船順利安裝組塊，浮托法的井口與傳統(tǒng)布置方式不同，它需要布置在導(dǎo)管架外側(cè)，并在井口外緣處增加輔樁，以起到保護(hù)隔水套管的作用，如圖5。輔樁承載力比主樁弱很多，這是由其自身結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定的，例如BZ34-1CEPA平臺，主樁直徑為1 829 mm，而輔樁只有1 219 mm。這就決定了采用浮托法安裝的組塊只能設(shè)置修井機(jī)。

圖2 浮托法井口布置位置

若想采用鉆機(jī)進(jìn)行打井作業(yè)，可以采用如下兩種方法：1）井槽布置在導(dǎo)管架之間，組塊就位后，隔水套管全部由鉆機(jī)錘入。缺點(diǎn)是投產(chǎn)工期長。2）提高輔樁承載能力，以滿足鉆機(jī)工作時(shí)的載荷。缺點(diǎn)是提高投資費(fèi)用。

2 組塊層高的確定

海上生產(chǎn)及井口平臺通常具有4層甲板，即上層甲板、中層甲板、下層甲板和底層甲板。

上層甲板距離海平面的高度除了考慮海上安裝浮吊吊臂長度和舉升能力外，如果有井口的，還要考慮自升式鉆井船的氣隙高度和懸臂的工作范圍。

其余每層的間距確定主要考慮的因素有：設(shè)備的高度、房間高度、管廊位置、電儀橋架的高度、檢修空間等。

底層甲板與海面間的高度應(yīng)按設(shè)計(jì)環(huán)境條件時(shí)潮汐與波浪最不利組合情況下的最大波峰高程以上，并留有至少1.5 m的間隙設(shè)計(jì)，一般情況下按下式進(jìn)行估算：底層甲板標(biāo)高=2/3百年一遇的波高+百年一遇高水位+底層甲板結(jié)構(gòu)梁高+1.5 m。

3 分層設(shè)備布置

3.1 上層甲板（U P P E RD E C K）

主要布置：生活樓、平臺吊機(jī)、修井設(shè)備、火炬臂（或者冷放空）、燃汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組、余熱回收裝置橇、熱介質(zhì)循環(huán)泵橇、熱介質(zhì)膨脹罐等設(shè)備。

1）井口位置及火炬臂位置的確定。因火炬臂（或者冷放空）及井口會散發(fā)對人體有毒害和可燃性氣體，所以應(yīng)設(shè)置在下風(fēng)向。

2）生活樓的布置。生活樓應(yīng)設(shè)置在上風(fēng)向，且根據(jù)《海上固定平臺安全規(guī)則》規(guī)定，“甲板室和居住處所以及支撐居住處所的外伸甲板,其面向井口區(qū)和油氣生產(chǎn)區(qū),并在距鉆井轉(zhuǎn)盤中心30 m之內(nèi)的所有外表面,應(yīng)按A-60級標(biāo)準(zhǔn)建造”。

3）救生艇的布置。本著人員逃生最方便的原則，平臺若設(shè)有生活樓，則救生艇需設(shè)置在生活樓附近；如沒有，則可以設(shè)置在電氣間附近。救生艇一般設(shè)有側(cè)登艇及尾登艇兩種形式，根據(jù)廠家需要部分救生艇船首位置設(shè)有檢修甲板，應(yīng)布置在生活樓旁，并留有與逃生通道相連的人員集散地，集散地應(yīng)按0.6 m2×救生艇定員數(shù)設(shè)計(jì)。平臺總?cè)藬?shù)超過30人，救生艇不得少于2艘。

4）吊貨區(qū)的布置。吊貨區(qū)的位置與平臺吊機(jī)同側(cè)，且在吊機(jī)吊臂范圍內(nèi)。布置吊貨區(qū)時(shí)應(yīng)注意：避免平臺吊機(jī)的盲區(qū)；布置在斜撐最高點(diǎn)；層與層之間的吊貨區(qū)應(yīng)錯(cuò)開布置。吊貨區(qū)的面積應(yīng)以最大設(shè)備的尺寸為基準(zhǔn)，一般設(shè)計(jì)是3 m×（4～5）m。還應(yīng)考慮配管和檢修空間。

5）梯道的布置。應(yīng)根據(jù)甲板尺度大小、生產(chǎn)作業(yè)和人員逃生的需要設(shè)置2處或多處甲板通道和甲板間梯道。根據(jù)《海上固定平臺安全規(guī)則》主安全通道最小凈寬不小于1 m，原則上不允許有超過7 m長的死胡同，否則應(yīng)設(shè)逃生通道和緊急出口。根據(jù)居住人數(shù)、生活和逃生需要至少設(shè)置2個(gè)扶梯，扶梯斜度應(yīng)不陡于50°;梯級高度應(yīng)不大于250 mm;寬度應(yīng)不小于800 mm;梯步板應(yīng)為防滑型,扶梯兩側(cè)應(yīng)設(shè)有安全扶手。如扶梯總長度超過8 m，在中途應(yīng)設(shè)置過渡小平臺。

3.2 中層甲板（MIDDLEDECK）

主要用于布置電氣間、工作間、化驗(yàn)室、電池間、CO2間和庫房及生產(chǎn)水（含油污）處理系統(tǒng)。

3.3 下層甲板（LOWERDECK）

主要用于布置油（氣）處理系統(tǒng)、注水系統(tǒng)、應(yīng)急發(fā)電系統(tǒng)。油（氣）處理系統(tǒng)的設(shè)備靠近井口平臺的采油樹布置；應(yīng)急發(fā)電系統(tǒng)布置在安全通道附近靠近平臺甲板邊緣；注水系統(tǒng)的設(shè)備布置在平臺甲板工作點(diǎn)的范圍內(nèi)。

3.4 工作甲板（WORKINGDECK）

主要用于布置收發(fā)球筒橇、開閉排系統(tǒng)、生活污水處理系統(tǒng)及消防泵和海水提升泵。

［1］《海洋石油工程設(shè)計(jì)指南》編委會.海洋石油工程設(shè)計(jì)指南：第一冊［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2009：390-461.

［2］ 中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會.海上固定平臺安全規(guī)則［S］.北京：石油工業(yè)出版社，2000：63-65.

［3］ 房曉明，郝軍，魏行超.南堡35-2油田中心平臺應(yīng)用浮托法安裝新工藝實(shí)踐［J］.中國海上油氣，2006（2）：126-129.