淺談在建3000m鉆井船大型模塊組件吊裝工藝

蔡毓華

摘要：隨著國際海上石油的逐步開采，各種鉆井平臺等大型海上設(shè)施的需求量持續(xù)增加，致使國內(nèi)外造船廠逐步擴(kuò)展海洋工程裝備建造業(yè)務(wù)。海工的各類功能模塊在船廠建造結(jié)束后，由于主體結(jié)構(gòu)較大，同時(shí)受場地、設(shè)備、天氣、潮水等各類因素影響，在轉(zhuǎn)移至浮式平臺的過程中存在著諸多的安全及質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，本文通過實(shí)例分析，就海工模塊的吊裝工藝進(jìn)行一些探討。

關(guān)鍵詞：海工裝備;吊裝;船舶

本文主要介紹上海某船廠建造結(jié)束的1座鉆臺和1座生活樓，通過2000t浮吊，從船廠建造場地吊裝至具有3000m工作水深鉆井船主船體上的工藝方法，重點(diǎn)對吊裝前準(zhǔn)備，吊裝工藝步驟及吊裝管控安全要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)論述和探討。

一、主要參數(shù)

母船：3000米工作水深鉆井船（艏半段，在建）

主要參數(shù)：長：124.95m（艏半段），寬：34m，高：17.35m

待裝模塊參數(shù)：

①鉆臺：長：20.0m，寬：24.6m，高：12.9m，重量：1058t

②生活樓：長：28.7m，寬：36.5m，高：23.7m，重量：1296t

浮吊參數(shù)：

長：101.6m，寬：41.6m，高：7.8m，自重：10066t

最大起重量：500t*4（主鉤），250t*2（副鉤）

最大吊高：100.16m（主鉤），108.69m（副鉤）

二、吊裝主要流程

1、鉆井船和2000t浮吊分別靠碼頭帶纜，2000t浮吊另加拋錨定位。

2、拆除鉆臺模塊與胎架結(jié)構(gòu)聯(lián)接，設(shè)置纜風(fēng)繩4根及15米長高度定位繩1根。

3、浮吊配吊運(yùn)鋼繩/滑車，鉆臺/生活樓模塊掛設(shè)鋼繩。

4、浮吊4組主鉤統(tǒng)一預(yù)加少量載荷，以檢查4組鋼繩的配置、繞組是否均衡;控制浮吊4組主鉤均衡加載（因模塊結(jié)構(gòu)重量分布不均，4組吊鉤的各自起重負(fù)荷也應(yīng)該不一樣，以確保模塊水平為目標(biāo)，需要浮吊司機(jī)微調(diào)至平衡），模塊整體平衡起升約50-100mm，檢查模塊與胎架的聯(lián)接是否完全脫離。

5、起吊模塊至15m高度，通過纜繩及錨鏈調(diào)整，將浮吊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度或平移，使得被吊模塊與鉆井船待裝區(qū)同向，將模塊吊至鉆井船上合攏口正上方。

6、鉤頭下降，模塊緩慢落在鉆井船上，同步開始調(diào)整壓載，通過葫蘆油泵并借助浮吊調(diào)整合攏口，浮吊鉤載降至300t，停止下降。合攏口調(diào)整好后，封固。

7、封固結(jié)束確認(rèn)后，卸載浮吊全部負(fù)荷。確認(rèn)鉆井船穩(wěn)性和浮態(tài)，滿足要求后摘鉤。裝配工人繼續(xù)后續(xù)的焊接過程。

三、吊裝前準(zhǔn)備工作

（一）人員和職責(zé)

1、建立吊運(yùn)組織機(jī)構(gòu)，設(shè)立指揮部。由公司分管生產(chǎn)副總經(jīng)理擔(dān)任總指揮，分管安全及分管質(zhì)量副總經(jīng)理擔(dān)任副總指揮，負(fù)責(zé)吊運(yùn)大節(jié)點(diǎn)指令的發(fā)出;項(xiàng)目經(jīng)理擔(dān)任現(xiàn)場協(xié)調(diào)，安監(jiān)部經(jīng)理及質(zhì)管部經(jīng)理任現(xiàn)場HSE/QC指揮協(xié)助，船體車間主任負(fù)責(zé)現(xiàn)場施工總協(xié)調(diào)，起重車間主任負(fù)責(zé)現(xiàn)場吊運(yùn)設(shè)備的總協(xié)調(diào)。將對講機(jī)調(diào)為統(tǒng)一頻道，除緊急事態(tài)處理外，禁止其他人員在頻道內(nèi)隨意發(fā)布指令。

2、項(xiàng)目組確認(rèn)鉆臺和生活樓分別完成相關(guān)的生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)，吊點(diǎn)完成機(jī)加工和探傷，符合吊裝安全和質(zhì)量要求，并且吊點(diǎn)周邊完成加強(qiáng);是吊運(yùn)工程的總協(xié)調(diào)和公司吊運(yùn)資源的總協(xié)調(diào)，為租借的浮吊預(yù)備緊急搶修人員。

3、船體車間確保吊運(yùn)配合、安裝配合、模塊狀態(tài)觀測等配合。

4、起重車間指定吊運(yùn)口令執(zhí)行，做好岸側(cè)和浮吊側(cè)指揮的聯(lián)接;確保吊運(yùn)鋼繩繞組符合技術(shù)部門的設(shè)計(jì)。

5、安監(jiān)部建立吊運(yùn)安全監(jiān)護(hù)小組，確認(rèn)上述人員的責(zé)任落實(shí)，確保吊運(yùn)所涉的人、機(jī)、料、法、環(huán)各要素符合吊運(yùn)策劃，做到安全可控。

（二）設(shè)備

1、檢查確認(rèn)浮吊結(jié)構(gòu)狀況、卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)等性能，以及錨泊定位系統(tǒng)、浮吊的稱重系統(tǒng)、起重機(jī)械的剎車系統(tǒng)。

2、檢查所有起重鋼繩和卸扣、滑輪等索具，是否滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)，確認(rèn)吊索具、吊梁及附件無缺陷且滿足要求，所有吊索具提供相關(guān)質(zhì)檢證書。

3、鋼繩：為方便調(diào)節(jié)鋼繩長短誤差，吊鉤第一段鋼繩，采用的環(huán)形整根鋼繩。

（三）母船和待裝模塊的準(zhǔn)備

1、對鉆井船主船體壓載艙室的密性進(jìn)行檢測。按預(yù)定壓載程序，在鉆井船相應(yīng)的艙室布置壓/排載泵浦及管線（該鉆井船處于建造階段，暫不具備自主調(diào)載能力）。調(diào)整好壓載水，確保鉆井船主船體保持水平，縱傾低于1%L（船長），橫傾為0°;備好應(yīng)急潛水泵，用于應(yīng)急情況的水尺微調(diào)。

2、在主船體甲板便于觀察位置，設(shè)置壓載高位顯示標(biāo)志，保障模塊吊裝到位后調(diào)整壓載作業(yè)時(shí)的船體平衡。

3、按照吊裝重量控制程序，檢查鉆臺及生活模塊主要結(jié)構(gòu)焊接情況，核對重量重心，并按照設(shè)計(jì)規(guī)范，安裝吊裝結(jié)構(gòu)，做無損探傷檢驗(yàn)。

4、對鉆臺及生活模塊搭載合攏口進(jìn)行精度測量及修正，與主船體對接口的數(shù)據(jù)匹配，在主船體合攏口四角位置各設(shè)定500mm高的定位工裝，合攏口處搭設(shè)搭載定位用的工作人員站位平臺。

5、在鉆臺及生活模塊圍壁易觀察位置，安裝檢測水平用的透明水管，實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊起吊過程中的平衡度。

6、清除或固定模塊上所有的活動設(shè)備及結(jié)構(gòu)。

拆除所有模塊與胎架的連接結(jié)構(gòu)。改裝模塊建造期間的防風(fēng)限位裝置為起吊脫胎導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，以保證模塊在脫胎過程中，不產(chǎn)生大的晃動;在模塊四個(gè)角各設(shè)置一根20m左右的纜風(fēng)繩，以作協(xié)助定位用。

8、在模塊底部位置設(shè)置15米長定尺繩1根，以作確認(rèn)模塊起升高度用。

（四）作業(yè)環(huán)境

1、根據(jù)吊裝路徑設(shè)定警戒區(qū)域，吊運(yùn)過程中禁止人員進(jìn)入。

2、在浮吊拋錨點(diǎn)設(shè)置浮式閃光燈，以警示過往船舶，將此次吊裝作業(yè)報(bào)所在地海事部門批準(zhǔn)，獲取海事巡邏的支持。

3、關(guān)注潮汛信息，確認(rèn)作業(yè)范圍內(nèi)的水文;吊運(yùn)時(shí)間窗口總體上避讓大潮汛，吊運(yùn)當(dāng)天的模塊起升初始和準(zhǔn)備下落階段要避讓急水流。

4、提前收集氣象預(yù)報(bào)，滿足5級風(fēng)，能見度7級以下方可操作。

5、爭取白天完成所有吊運(yùn)動作，同時(shí)預(yù)備了現(xiàn)場強(qiáng)光照明。

四、吊裝程序

（一）吊裝鉆臺模塊

1、在鉆臺模塊和2000噸浮吊上作出檢查線，用全站儀觀測，以確定鉆臺與浮吊位置，保證鉆臺模塊重心和吊鉤中心線在同一豎直線上，避免模塊由于受力不正而發(fā)生偏移。調(diào)整好后按吊裝方案要求正確連接吊索具，如下圖所示：

2、2000 噸浮吊四鉤同步加載 30%的重量負(fù)荷，檢查確認(rèn)吊環(huán)結(jié)構(gòu)、吊索具、浮吊結(jié)構(gòu)及設(shè)備性能，檢查4組鋼繩的配置、繞組是否均衡（不纏繞），檢查4個(gè)鉤頭的理論中心與鉆臺重心是否重合。

3、確認(rèn)合格后，繼續(xù)起升鉤頭，浮吊4個(gè)主鉤增加載荷70%，確認(rèn)模塊是否有異響和其他非正常情況?？刂聘〉踅y(tǒng)一加載，模塊整體平衡起升約50-100mm，檢查模塊與胎架的聯(lián)接是否完全脫離。如有異常，立即通知浮吊調(diào)整鉤頭載荷，達(dá)到同步要求。

4、同步起升 200mm后保持20分鐘，然后同步下降 100mm，做制動試驗(yàn)，水平懸停時(shí)，記錄各個(gè)鉤頭的受力噸位。檢查確認(rèn)吊環(huán)結(jié)構(gòu)、吊索具、2000 噸浮吊結(jié)構(gòu)及設(shè)備性能有無異?，F(xiàn)象，通過水平管和全站儀觀察模塊水平狀態(tài)。

5、再次確認(rèn)無誤后，浮吊鉤頭繼續(xù)同步起升，通過定位繩確認(rèn)起升高度15 米，靜止約5分鐘。使用望遠(yuǎn)鏡或全站儀讀數(shù)，觀察水平管狀態(tài)。

6、達(dá)到要求的起升高度后，通過浮吊系泊纜繩將浮吊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 90 度，使浮吊與鉆井船同向，且船中在同一直線上。然后移動浮吊，將鉆臺吊裝到鉆井船合攏口正上方約 1.5m高。

7、繼續(xù)下降鉤頭，距離合攏口約 300mm 高時(shí)，確認(rèn)模塊是否在限位工裝范圍內(nèi)，開始連接手拉葫蘆，精確調(diào)整模塊位置。

8、通過調(diào)整浮吊四個(gè)鉤頭的負(fù)荷，來保證模塊同步落在鉆井船上，此時(shí)開始通過調(diào)整壓載來保證鉆井船浮態(tài)，確保尾部橫傾吃水差小于 50mm，前后吃水差小于 200mm。

9、釋放浮吊鉤頭載荷，當(dāng)剩余300t*4個(gè)鉤的載荷時(shí)，開始進(jìn)行對鉆臺的封固;保持船舶浮態(tài)，觀測和調(diào)整壓載水。

10、封固結(jié)束確認(rèn)后，卸載浮吊全部負(fù)荷，確認(rèn)鉆井船穩(wěn)性，滿足要求后摘鉤。浮吊調(diào)整索具，準(zhǔn)備吊裝生活樓模塊，鉆井船開始進(jìn)行轉(zhuǎn)向系泊。

（二）吊裝生活樓模塊

整體吊裝鉆井船生活樓的工序與鉆臺相似，差異是因生活樓結(jié)構(gòu)偏弱，采取了吊梁作業(yè)。按吊裝方案要求正確連接吊索具，如下圖所示：

五、結(jié)束語

通過本文的實(shí)例講述，可見海工及船舶修造等重工行業(yè)的大件吊運(yùn)工作存在著大量的風(fēng)險(xiǎn)控制點(diǎn);對于此類高風(fēng)險(xiǎn)性工作，如何辨識風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)一步的控制風(fēng)險(xiǎn)，這就需要公司系統(tǒng)性地運(yùn)用PDCA的管理模式，通過制定目標(biāo)、辨識風(fēng)險(xiǎn)，策劃實(shí)施方案并嚴(yán)格執(zhí)行，并對實(shí)施效果進(jìn)行監(jiān)控和糾正，來保障整體項(xiàng)目的安全可控和公司的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2] 王福鴻，孫灝，王磊，等.吊裝時(shí)起重物計(jì)算中心點(diǎn)與斜吊問題探討[J].中國修船，2011（12）.

（作者單位：上海中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司）