海上平臺(tái)管線整裝工藝研究

張瑞峰

海上平臺(tái)管線整裝工藝研究

張瑞峰

（海洋石油工程股份有限公司設(shè)計(jì)公司，天津 300450）

管道系統(tǒng)是海洋石油平臺(tái)上的基本系統(tǒng)之一，主要用來輸送工藝過程中的油氣水，包括各種工藝管道和公用管道。平臺(tái)管道的施工工作量在整個(gè)平臺(tái)施工中的占有很大的比重，本文提出平臺(tái)管線整裝工藝?yán)碚?，將管道施工的工作量大大傾向于車間預(yù)制，與之前的平臺(tái)管道施工工藝相比，具有大大改善施工條件、提高施工效率、節(jié)約施工成本等優(yōu)點(diǎn)。

管道整裝；應(yīng)力集中；安裝工藝

目前管線安裝施工平臺(tái)管線安裝主要是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙分根安裝管線、配件，采用吊籠將管段、閥門等配件吊裝平臺(tái)上進(jìn)行安裝，一層甲板的管段要多次吊裝，有的因?yàn)閹赘芏闻浼辉谕粚蛹装迳?，甚至一根管就要使用一次大型吊機(jī)，浪費(fèi)的資源增加了成本。

大管徑管線，閥門等配件重量大，移動(dòng)困難。有的平臺(tái)吊裝位置與管線施工位置相距較遠(yuǎn)，路徑狹窄，設(shè)備等障礙物較多，只能采用倒鏈吊梁倒運(yùn)等方法，工作量大危險(xiǎn)系數(shù)較高。平臺(tái)設(shè)備多，管線復(fù)雜，施工面積狹小，這些都給現(xiàn)場(chǎng)的施工、檢測(cè)帶來了很大的不便。多工種共同作業(yè)，危險(xiǎn)系數(shù)高，上層電焊，下層管線安裝，點(diǎn)焊的融狀物順著腳手架的底板孔滴下，容易燙傷施工者，十分危險(xiǎn)。

平臺(tái)施工作量大，所有的管線、配件、電焊材料、等都需要吊裝，倒運(yùn)，受到工具的影響，平臺(tái)上沒有吊機(jī)，大部分都需要搬運(yùn)或用倒鏈倒運(yùn)，安裝時(shí)也要使用倒鏈吊梁來安裝管線及其配件。對(duì)電焊帶、氣帶、風(fēng)帶等的要求又較長(zhǎng)，容易引起它們的破損。

管道施工包括管線的安裝和管線安裝完畢后的試壓工作。平臺(tái)試壓時(shí)，大型設(shè)備，管線等阻礙查線的線路，高壓管線對(duì)其他施工者也會(huì)造成危險(xiǎn)，并且將水、防凍液等試壓介質(zhì)用泵輸送到平臺(tái)，需要耗費(fèi)大量電能。在平臺(tái)試壓時(shí)防凍液等的回收也十分的困難。

1 平臺(tái)管線整裝工藝的優(yōu)點(diǎn)及不足

平臺(tái)管線整裝的定義：平臺(tái)管線整裝是指將平臺(tái)上安裝的管線分成單位在預(yù)制車間進(jìn)行各單位的連接試壓，完畢后再吊裝到平臺(tái)的甲板上進(jìn)行安裝。

1.1 平臺(tái)管線整裝工藝的優(yōu)點(diǎn)：

（1） 車間施工條件相比場(chǎng)地優(yōu)越的多，而且不受天氣等因素影響施工進(jìn)度，吊車等工機(jī)具齊全，方便施工。

（2） 提高質(zhì)量，由于管線整體安裝減小了管線內(nèi)部的應(yīng)力問題，將管線的應(yīng)力集中在單位之間的連接處，便于管線應(yīng)力的集中治理。

（3） 管線的試壓工作在車間進(jìn)行，車間的溫度較平臺(tái)高，可以減少防凍液的使用，車間試壓的工機(jī)具齊全，方便施工，減少了試壓設(shè)備的來回運(yùn)輸，而且車間便于施工介質(zhì)的回收，能夠節(jié)約成本。

（4）可以將平臺(tái)管線的整裝定義為橇裝技術(shù)，提高橇裝技術(shù)?？梢蕴岣叩墓ぷ餍剩窃诮Y(jié)構(gòu)鋪設(shè)甲板的過程中，設(shè)備等也可以直接吊裝到位，這樣會(huì)節(jié)約施工時(shí)間，縮短平臺(tái)的建造工期

1.2 平臺(tái)管線整裝工藝還存在一些不足：

（1）整裝的管線要在預(yù)制車間進(jìn)行預(yù)制，由于預(yù)制車間的位置與施工現(xiàn)場(chǎng)分布在噴砂車間的兩側(cè)，所以增加了一趟管線的運(yùn)輸。

（2）由于管線都已按單位連接試壓完畢，所以管線的修改相對(duì)比較困難。

（3）管線整體吊裝到平臺(tái)完畢后，距離安裝時(shí)間還有一段時(shí)間，要對(duì)管線進(jìn)行保護(hù)。

2 平臺(tái)管線整裝工藝的方案

平臺(tái)管線整裝是模擬施工的具體實(shí)現(xiàn)形式。具體內(nèi)容包括一下幾方面：

（1）平臺(tái)管線整裝單位的確定，根據(jù)三維圖紙進(jìn)行模擬施工，將圖紙中的管線進(jìn)行劃分，以法蘭為單位之間的連接接頭，以平面為單位的主體，以層為單位之間的界限，現(xiàn)場(chǎng)施工不使用或少使用焊接工藝。

（2）要求管線的車間預(yù)制按著劃分的整裝單位將管線按施工圖紙分單位施工。將一個(gè)安裝單位的管線預(yù)制完畢后送噴砂車間噴砂、噴漆后，運(yùn)回預(yù)制車間進(jìn)行管線配件的連接工作，在連接的過程中可以在車間繪制現(xiàn)場(chǎng)的管線布置的坐標(biāo)圖，檢驗(yàn)管線的走向是否正確，檢驗(yàn)工作直接關(guān)系著管線整裝的誤差問題，必須嚴(yán)格重視。連接完畢后進(jìn)行試壓工作。試壓工作完畢后整體托運(yùn)到平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝。

（3）結(jié)構(gòu)底層甲板安裝完畢后，進(jìn)行甲板上支架的安裝工作，吊裝管線根據(jù)支架確定管鞋的位置，在管線的正確的位置上安裝管鞋，在上層甲板安裝之前進(jìn)行該層管線的吊裝，甲板上的管線要安裝完畢，空中的管線等上層甲板安裝完畢后，先用倒鏈將管線吊起，安裝上層底部的支架，安裝完畢后，再安裝上層的管線。

3 平臺(tái)管線整裝工藝面臨的困難

平臺(tái)管線整裝工藝在施工的過程中受到多方面因素的影響，主要困難表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）受施工順序的影響，我們現(xiàn)在都是按圖施工，一般情況都是詳細(xì)設(shè)計(jì)都是先設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)的圖紙，然后才是配管、電議，設(shè)計(jì)圖紙的時(shí)間問題導(dǎo)致配管專業(yè)的開工較晚。

（2）受材料、配件的影響，材料配件到貨時(shí)間。在施工過程中配管所用的材料、配件的數(shù)量又多、工作量大，所以施工時(shí)間受到多種因數(shù)的影響，所以管線預(yù)制完成時(shí)，結(jié)構(gòu)的各層甲板都已經(jīng)安裝完成，并且一些設(shè)備已經(jīng)在平臺(tái)上到位，此時(shí)要實(shí)現(xiàn)平臺(tái)管線的整裝已十分的困難。

（3）受應(yīng)力的影響，現(xiàn)在管線的安裝都是按著管線的走向進(jìn)行連接管線的，所以管線中存在的應(yīng)力很小，但是平臺(tái)管線整裝的單位質(zhì)量非常大，管線形狀又不固定，所以安裝時(shí)會(huì)在單位的連接處形成非常大的管線應(yīng)力。

4 平臺(tái)管線整裝工藝解決方案

（1）解決施工順序問題，車間現(xiàn)有的管線施工順序難以很快得到改變，但是可以從大管徑管線開始嘗試整體安裝，平臺(tái)管線的整裝需要各個(gè)專業(yè)的相互配合。詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙下發(fā)的時(shí)間，管線配件的到貨時(shí)間，管線的車間預(yù)制、試壓，特別是結(jié)構(gòu)鋪設(shè)甲板的時(shí)間。直接影響到管線整裝能否實(shí)現(xiàn)。

（2）解決材料問題，簽訂協(xié)議，確定合格的協(xié)議供應(yīng)商，簡(jiǎn)化供貨流程，降低管線材料配件的供貨周期，合理計(jì)劃提供施工效率，保證施工工作按照施工計(jì)劃執(zhí)行。

（3）解決應(yīng)力問題，管線整裝的應(yīng)力主要存在于單位之間的連接部位。管線之間的連接以閥門為節(jié)點(diǎn)，采用倒鏈調(diào)節(jié)管線的位置，留出閥門的空隙，使閥門正好安裝，調(diào)節(jié)好單位位置后安裝管鞋，支架等配件，最后安裝閥門，較緊螺栓。對(duì)于懸空管線可采用倒鏈吊裝調(diào)平安裝的形式。對(duì)于甲板上的管線可設(shè)計(jì)管線臨時(shí)支撐裝置，支撐管線進(jìn)行調(diào)平。對(duì)于整裝單位連接處我們可以使用膨脹節(jié)等配件來解決應(yīng)力集中的問題。

5 結(jié)論

目前的平臺(tái)管線安裝方法已經(jīng)形成了很久，要改變不是一朝一夕能夠做到的，因?yàn)楣芫€的預(yù)制受到太多因素的影響，要將所有的平臺(tái)管線都進(jìn)行整裝也不太現(xiàn)實(shí)，所以可以先從大管徑的管線安裝開始試驗(yàn)平臺(tái)整裝的效果。

平臺(tái)管線整裝工藝將來還可能演化為平臺(tái)管線撬裝工藝，將管線整體在車間就將管鞋支架等都同管連接好，安裝時(shí)支架將支架焊在梁或甲板的制定位置上，這樣做將會(huì)大大的方便安裝施工的。相信這種平臺(tái)管線整裝工藝將會(huì)成為將來平臺(tái)管線安裝的主流。

Research on the Whole Pipeline Assembly Process of Offshore Platform

（Offshore Oil Engineering Co.,Ltd. Design Company, Tianjin 300450,China）

The pipeline system is one of the basic systems on the offshore oil platform, mainly used to transport oil and gas in the process, including various process pipelines and common pipes. Platform pipeline construction work holds a large proportion in the whole construction of the platform. In this paper,the platform pipeline assembly process theory was put forward. In the process,the pipeline construction was partly finished by workshop prefabrication. Compared with original platform pipeline construction process, the process can greatly improve the construction condition, improve the construction efficiency and reduce the construction cost.

piping installation; stress concentration; installation process

TE 832

A

1004-0935（2017）10-1000-02

2017-08-03

張瑞峰（1985-），男，工程師，黑龍江省安達(dá)市人，2010年畢業(yè)于東北石油大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)，研究方向：從事海洋石油工程技術(shù)工作。