淺談自升式鉆井平臺(tái)生活區(qū)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

宋超+程立虎

摘 要：隨著世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，海洋開發(fā)已成為全球新技術(shù)革命的重要組成部分，而海洋油氣開發(fā)又是當(dāng)今海洋開發(fā)工程的主要內(nèi)容之一。自升式鉆井平臺(tái)，又稱為樁腳式鉆井平臺(tái)，是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的鉆井平臺(tái)。自升式鉆井平臺(tái)作為一個(gè)可移動(dòng)的“海上小區(qū)”，工作人員長(zhǎng)期工作生活在上面，因此，無論是從船員居住角度還是船廠施工角度，生活區(qū)設(shè)計(jì)的合理性顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：自升式鉆井平臺(tái)；生活區(qū)；詳細(xì)設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.079

0 前言

在自升式平臺(tái)的設(shè)計(jì)過程中，生活區(qū)為平臺(tái)工作人員提供工作、休息、娛樂場(chǎng)所，是自升平臺(tái)必不可缺的一個(gè)重要模塊。編者通過一系列400尺自升式鉆井平臺(tái)結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及查閱大量規(guī)范，總結(jié)歸納出生活區(qū)在設(shè)計(jì)過程中需要注意的一些細(xì)節(jié)，通過歸納總結(jié)，在后續(xù)項(xiàng)目中及時(shí)避免，從而達(dá)到節(jié)約材料，降低成本的目的。

1 自升式鉆井平臺(tái)主要特點(diǎn)及生活區(qū)的布置

就鉆井的工藝方法而論，海上與陸上基本相同。但海上移動(dòng)式鉆井裝置和海底井口之間可能存在深達(dá)上千米的海水，而這些海水不停地運(yùn)動(dòng)著。由于波浪、海流、潮汐與冰等對(duì)鉆井裝備及其設(shè)備（包括水下設(shè)備）的作用必然引起鉆井裝置（這里指半潛式鉆井平臺(tái)與鉆井船）與海底井口之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此，鉆井裝置還必須配備與水下設(shè)備相適應(yīng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置和張緊裝置，以補(bǔ)償鉆具在孔內(nèi)鉆井時(shí)免受鉆井裝置運(yùn)動(dòng)的影響。對(duì)于自升式鉆井平臺(tái)，因?yàn)槠脚_(tái)的井口和海底的井口是相對(duì)固定的，只要將類似于陸上鉆井的井口裝置中的導(dǎo)管適當(dāng)加長(zhǎng)，把海底井口與平臺(tái)連接起來，就可形成泥漿返回所需的環(huán)形空間，從而解決了隔開海水的問題。防噴器可以裝在水面以上的平臺(tái)甲板上，形成所謂的水上井口裝置。這種井口裝置與陸上的井口裝置差別不大，比較簡(jiǎn)單。

自升式平臺(tái)生活區(qū)布置有橫向現(xiàn)在基本采用周邊布置，即將平臺(tái)生活區(qū)移到船艏，采用挑出式與包絡(luò)式設(shè)計(jì)，既可減少懸臂梁鉆井作業(yè)發(fā)生事故時(shí)，對(duì)船員造成的傷害，也可以騰出甲板中部空間給作業(yè)堆料。另一方面，懸臂梁懸挑作業(yè)時(shí)，會(huì)將平臺(tái)整體重心往船艉移動(dòng)。平臺(tái)生活區(qū)的前移，可以減少平臺(tái)重心的后移量，減少左舷與右舷樁腿軸力的增加量。

2 生活區(qū)在設(shè)計(jì)過程中需注意的問題

2.1 生活區(qū)外部艙壁—槽型艙壁

由于生活區(qū)鋼板厚度較薄，考慮到平面艙壁焊接變形及美觀等因素，生活區(qū)外部艙壁從上到下均采用槽型艙壁，每隔一段距離加支柱的組合形式。槽型艙壁由鋼板壓制而成，以它的槽型折曲來代替扶強(qiáng)材的作用。槽型艙壁與平面艙壁相比較，其優(yōu)點(diǎn)是在保證同樣的強(qiáng)度條件下，可以減輕結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省鋼材。同時(shí)，由于取消扶強(qiáng)材及其肘板，從而減少了裝配和焊接的工作量。生活區(qū)槽型艙壁通常采用梯形垂直布置，每層艙壁底部與甲板直接焊接，頂部槽型體裝在T型材的面板上。

2.2 船用救生設(shè)備—救生艇

在自升式鉆井平臺(tái)生活區(qū)的第四層左右兩舷尾部各設(shè)置一個(gè)密閉式救生艇，根據(jù)國(guó)際海上人命安全公約的規(guī)定，在生活區(qū)每一層外面均布置梯道和梯子的脫險(xiǎn)通道，使船員在起居處所隨時(shí)可以到達(dá)救生艇位置，在縱傾至10°和任何一舷橫傾至20°的不利情況下，可使救生艇到達(dá)水面。另外，根據(jù)中國(guó)船級(jí)社海上移動(dòng)平臺(tái)入級(jí)規(guī)范（CCS），救生艇支架的強(qiáng)度要求與普通設(shè)備不同，對(duì)于自升式平臺(tái)，在工作情況下，滿載滿員的救生艇下降時(shí)救生艇平臺(tái)的許用應(yīng)力應(yīng)為0.22倍的抗拉強(qiáng)度；在遷移工況時(shí)，可取平臺(tái)單邊橫搖或縱搖15°，救生艇平臺(tái)的許用應(yīng)力為0.8倍的屈服強(qiáng)度。

2.3 直升機(jī)平臺(tái)

在生活區(qū)第四層艏部布置有直升機(jī)平臺(tái)，根據(jù)規(guī)范要求，生活區(qū)與直升機(jī)平臺(tái)連接處150°內(nèi)為有限障礙區(qū)域。在最初總布置圖設(shè)計(jì)時(shí)，直升機(jī)平臺(tái)很容易被忽視，此區(qū)域內(nèi)往往會(huì)布置舾裝結(jié)構(gòu)或者房間，后期發(fā)現(xiàn)問題再修改會(huì)造成很多麻煩。因此，能避免在此區(qū)域布置的結(jié)構(gòu)要盡量避免，在此區(qū)域布置的設(shè)備不可高于規(guī)范要求高度。

2.4 甲板敷料及日用燃油艙

生活區(qū)每層甲板要鋪設(shè)甲板敷料，鋪設(shè)完成后的甲板面要保持在一個(gè)水平面，因此，對(duì)于不同板厚的甲板面，在設(shè)計(jì)時(shí)，在考慮到甲板面其他結(jié)構(gòu)的同時(shí)，要盡量保證甲板理論線朝下，這樣可以減少甲板敷料的找平工作，不僅節(jié)省人力，而且節(jié)約材料，降低成本。

由于自升式鉆井平臺(tái)應(yīng)急發(fā)電機(jī)布置在生活區(qū)最頂層，必然要設(shè)置與之配套的日用燃油艙。需注意，燃油艙的設(shè)計(jì)規(guī)范要求不在結(jié)構(gòu)部分，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)專業(yè)隨意設(shè)計(jì)。其實(shí)，在機(jī)械裝置與系統(tǒng)中有明確要求，燃油艙如必須與A類機(jī)械處所相鄰或位于A類機(jī)械處所之內(nèi)時(shí)，至少垂直側(cè)面之一應(yīng)與機(jī)械處所限界面相鄰接，并在底部設(shè)置隔離空艙避免與火焰接觸。同時(shí)，油柜下設(shè)置足夠大小的接油盤，并配備適當(dāng)尺寸的排放管。

3 結(jié)語

在生活區(qū)設(shè)計(jì)過程中，需要注意的方面還有很多，上述只從比較粗略的結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行概括。隨著海洋工程結(jié)構(gòu)技術(shù)水平的提高以及國(guó)際海事組織對(duì)海上人員健康的關(guān)注，結(jié)構(gòu)的震動(dòng)噪聲控制處理逐漸成為船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的方面，尤其在生活區(qū)，噪音會(huì)對(duì)工作人員居住、工作的舒適性產(chǎn)生影響，在極端情況下，會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。相信，通過設(shè)計(jì)工作的不斷改善和突破，生活區(qū)降噪工作會(huì)最終解決，為海上工作者提供更加舒適的環(huán)境。

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