大港埕海新區(qū)平臺浮托法安裝適應(yīng)性研究

董月洲 章昀昊 李海偉 邢洪濤 賴鐘恒

摘 要：本文針對大港油田埕海新區(qū)海洋平臺浮托法安裝進行了研究，分析了大港油田埕海新區(qū)海洋平臺浮托法安裝的適應(yīng)性，包括海況和船舶資源，得出了浮托法安裝關(guān)鍵作業(yè)步驟;辨識了浮托法安裝的若干風險，并提出了相應(yīng)的控制措施;對比了浮托法安裝和吊裝法安裝對包括施工工期、疏浚量、平臺建設(shè)工程量與費用等的影響，為工程技術(shù)人員對海洋平臺浮托法安裝的選擇提供了一定的參考和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：海洋平臺;浮托法;風險識別;風險控制;浮托法影響對比

1 ?引言

隨著我國能源需求的不斷增長，海洋石油勘探開發(fā)的不斷深入，海洋平臺正朝大型化、集約化、智能化發(fā)展[1]。而在平臺設(shè)計建造初期，便應(yīng)首要考慮海洋平臺的安裝方式。浮托法安裝相較吊裝法安裝，可大幅降低海上施工費用、縮短海上施工周期、減少海上作業(yè)風險[2]，因此研究平臺浮托法安裝對實現(xiàn)海上油田的效益開發(fā)有重要意義。

2 ?浮托安裝適應(yīng)性分析

2.1 ?平臺安裝背景

埕海新區(qū)海洋平臺安裝總重在5600噸左右，受大型浮吊資源限制，采用分塊吊裝法將平臺設(shè)計為東、西組塊、生活樓與修井機，需要使用3500噸級浮吊與500噸級浮吊進行作業(yè)，安裝方式如表2.1所示，海上安裝周期近1個月，連接調(diào)試周期近1個半月，連接調(diào)試周期較長，海上安裝船機費用較高，有必要對海上安裝方式開展優(yōu)化研究。

2.2 ?海況及船舶資源

埕海新區(qū)海洋平臺處泥面高程EL.（-）2.41米，平均海平面水深為4.81米，平均高潮位水深約為5.98米，平均低潮位水深約為3.58米，平均潮差2.4米，平均較低潮位水深僅為3.16米

根據(jù)埕海新區(qū)海洋平臺的基本情況，分塊吊裝需要動用15000噸級駁船運輸，3500噸級浮吊船安裝;浮托安裝只需要15000噸級駁船2.3

2.3 ?關(guān)鍵作業(yè)步驟

海洋平臺選用浮托法安裝時，可選擇高位浮托安裝和低位浮托安裝兩種方式。根據(jù)浮托安裝技術(shù)調(diào)研與埕海1-1平臺建設(shè)經(jīng)驗，高位浮托安裝法在埕海新區(qū)平臺建設(shè)上具有較好的適用性。

選用高位超淺水浮托安裝海洋平臺時，首先要考慮進船工況。此時，平臺下部結(jié)構(gòu)上安裝有樁腿對接耦合裝置LMU，平臺組塊放置于駁船上，駁船通過甲板支撐裝置DSU支撐平臺組塊，到達指定安裝地點;進船后，需要進行平臺組塊與LMU對接。通過樁腿對接耦合裝置LMU實現(xiàn)平臺上部組塊與下部結(jié)構(gòu)對接，此時，插尖與LMU接觸，并逐步實現(xiàn)荷載轉(zhuǎn)移;當平臺組塊通過樁腿對接耦合裝置LMU進行對接耦合后，駁船需要進行退船作業(yè)。此時，駁船解開甲板支撐裝置DSU，駁船與平臺組塊分離。

3 ?風險識別與控制

雖然浮托安裝具有諸多優(yōu)勢，但由于其施工難度較高，需要研究人員進行全工況細致分析研究，對技術(shù)研究人員是一個不小的挑戰(zhàn)，同時也對現(xiàn)場施工組織與管理提出了更高的要求。因此，對浮托法安裝全工況進行風險識別，找出危險因素并提出相應(yīng)的控制措施有重要意義

4 ?浮托安裝與吊裝安裝對比分析

4.1 ?工期對比

根據(jù)分塊吊裝與浮托安裝的一般步驟，分別對兩種安裝方法的施工工期進行預(yù)估。通過對比分析可以得出：浮托安裝可有效縮短海上施工工期，如表4.1所示：

根據(jù)《疏浚與吹填工程技術(shù)規(guī)范》，采用斷面法進行疏浚量計算，坡比取值1：5，超寬取值1.5m，超深取值0.5m，分別計算分塊吊裝與浮托安裝的疏浚量。

浮吊安裝時間較長，需要為浮吊挖港池，分塊吊裝港池疏浚量計算如下：浮吊吃水7.5m，需要水深8m，海圖水深2.41m，平均較低低潮位0.76m，挖深8.5-2.41-0.76=5.33m;計算可得總疏浚量約30萬方，疏浚費用：30萬方×27元=810萬元。

浮拖安裝時間較短，可以趁高潮進行作業(yè)，浮托安裝港池疏浚量計算如下：駁船滿載吃水5.0m，需要水深6.0m，拖輪吃水5.0米，施工區(qū)域，海圖水深2.41m，高潮5.98米;計算可得總疏浚量約10萬方，疏浚費用：10萬方×27元=270萬元。

由以上計算可得，選擇浮托安裝可優(yōu)化方案，減少疏浚量，減少疏浚費用。

4.3 ?平臺建設(shè)工程量與費用對比

浮托法與分塊吊裝法相比，會增加鋼材使用量及專用設(shè)備，相應(yīng)的增加投資，但是由于減少浮吊的使用以及大幅減少海上安裝調(diào)試時間，從而可以顯著降低海上施工費用，對比如下表所示：

海洋平臺安裝的發(fā)展趨勢是大型化與整體化，其衍生出的浮托法安裝可以有效縮短海上安裝和調(diào)試周期，獲得有效的管理和經(jīng)濟效益。浮托安裝法在埕海新區(qū)平臺建設(shè)上具有較好的適用性，特別是在埕海新區(qū)2-4米海圖水深的條件下，高位超淺水浮托可以節(jié)省浮吊使用、減少疏浚工工作量、總體節(jié)省投資1500萬左右，縮短海上安裝和調(diào)試周期一個半月左右，獲得可觀的管理和經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]李新超，李懷亮.雙船浮托法用于萬噸級平臺安裝的應(yīng)用研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2021（09）：147-149.

[2]宋青武，王圣強，高本金，馬紅旗，王凱華.大型組塊整體浮托安裝法研究[J].天然氣與石油，2020，38（05）：13-17.