導(dǎo)管架平臺不同拆除裝備適用性分析

郭宇禮，王佐強(qiáng)，張 亮，翁祖航，朱曉宇，唐友剛

1.渤海石油航務(wù)建筑工程有限責(zé)任公司，天津 300450

2.天津大學(xué)建筑工程學(xué)院，天津 300350

3.天津大學(xué)水利工程仿真與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗室，天津 300350

自從20世紀(jì)40年代美國在墨西哥灣建造第一個鋼質(zhì)導(dǎo)管架平臺以來，至今全世界已經(jīng)安裝了7 000余座導(dǎo)管架平臺。我國在渤海、東海和南海已安裝了近300座導(dǎo)管架平臺。這些海洋平臺結(jié)構(gòu)歷經(jīng)數(shù)十年的運(yùn)行，面臨兩個問題：一是結(jié)構(gòu)及機(jī)電設(shè)施嚴(yán)重?fù)p毀，已經(jīng)不能安全有效工作，處于報廢狀態(tài)；二是所處海域經(jīng)過多年開采，海底石油已經(jīng)枯竭，不能維持生產(chǎn)，因此這兩種情況下的導(dǎo)管架平臺基于有關(guān)法規(guī)都需要棄置。根據(jù)文獻(xiàn)[1-2]，預(yù)計到2040年全球?qū)⒂? 000座海洋平臺停止生產(chǎn)，600余座平臺需要拆除；我國將要廢棄的油氣田達(dá)81個、平臺164座、海底管道3 240 km。導(dǎo)管架平臺每年的退役費(fèi)用估計將從2015年的24億美元增加到2040年的130億美元。截至2020年，全球已有150個油氣田在過去30年因不斷減產(chǎn)而棄置，總拆解費(fèi)用已達(dá)到3 400億美元。海洋平臺拆除既是龐大的技術(shù)產(chǎn)業(yè)，又是廣闊的經(jīng)濟(jì)市場，可產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益巨大。

1973年墨西哥灣拆除了第一座導(dǎo)管架平臺，我國拆除導(dǎo)管架平臺的工程始于上世紀(jì)80年代，至今世界范圍內(nèi)已經(jīng)拆除了導(dǎo)管架平臺約3 000座，主要集中在墨西哥灣和北海，其中我國不到20座。導(dǎo)管架平臺的拆除技術(shù)與拆除裝備密切相關(guān)，盡管我國的拆除工作已經(jīng)開展數(shù)十年，但拆除平臺的數(shù)量很少，技術(shù)和裝備方面與國外差距很大，尤其裝備上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外。因此面對導(dǎo)管架平臺棄置的巨大市場和效益空間，我國應(yīng)該創(chuàng)新開拓技術(shù)，研發(fā)裝備。本文針對我國目前導(dǎo)管架平臺拆除市場的需求，總結(jié)和分析了國內(nèi)外導(dǎo)管架平臺的拆除技術(shù)和裝備，指出裝備的優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)性，以期為我國設(shè)計建造同類型海上拆除裝備提供參考。

1 海上導(dǎo)管架平臺拆除施工系統(tǒng)

1.1 背拉法拆除系統(tǒng)

背拉法拆除系統(tǒng)是通過布置在駁船上的滑輪及纜索系統(tǒng)，拖拉拆除小型導(dǎo)管架平臺的方法，該方法詳見文獻(xiàn)[3-4]。該方法不需要大型起重設(shè)備和起重船，依靠布置在駁船上的滑輪及纜索系統(tǒng)，即可提起導(dǎo)管架將其拖走。由于該技術(shù)起重能力有限，因此只適用于小型淺水平臺的拆除作業(yè)。

1.1.1 系統(tǒng)組成及功能

背拉法拆除系統(tǒng)主要由駁船、滑輪和絞車構(gòu)成，共分為3部分，分別是提升系統(tǒng)A、制退系統(tǒng)B和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)C。系統(tǒng)A、C是主要作業(yè)系統(tǒng)，B為輔助系統(tǒng)，見圖1。

圖1 拆除導(dǎo)管架背拉法系統(tǒng)示意

圖1中的A、B、C分別代表3個不同的系統(tǒng)。各個系統(tǒng)安裝2套，兩舷對稱安裝。系統(tǒng)A的功能是向上提升導(dǎo)管架，在導(dǎo)管架提升初期，幾乎承受整個導(dǎo)管架的重量，是主要的工作系統(tǒng)。

系統(tǒng)B包括2個安裝在船舶甲板上的定滑輪和1個安裝在導(dǎo)管架上的定滑輪以及與拖拉絞車連接的鋼纜。主要是通過張緊和松弛來控制導(dǎo)管架的提升速度，防止導(dǎo)管架與駁船尾部撞擊而引起駁船船體損傷。

系統(tǒng)C包括2個定滑輪和鋼纜，其功能是提供使導(dǎo)管架旋轉(zhuǎn)的力矩，拉動導(dǎo)管架傾斜上船；在導(dǎo)管架傾斜度較小時，控制導(dǎo)管架下落到甲板的速度。

1.1.2 工作原理

背拉法是通過在駁船上安裝滑輪和絞車，形成背拉導(dǎo)管架作業(yè)系統(tǒng)，而后3個系統(tǒng)相互配合，完成導(dǎo)管架的上拔、提升與上船過程。在進(jìn)行上拔作業(yè)準(zhǔn)備過程中，駁船注水壓載使其下沉，達(dá)到設(shè)計吃水深度，將駁船尾部與導(dǎo)管架通過纜索連接在一起，此時需要導(dǎo)管架與船尾的連接十分可靠，以免上拔導(dǎo)管架過程產(chǎn)生松動，導(dǎo)致上拔導(dǎo)管架失敗。連接牢固后，排出駁船尾部壓載水，使駁船產(chǎn)生剩余浮力上拔導(dǎo)管架。導(dǎo)管架從土中拔出后，直立在泥面上，此時土的吸附力為零。而后進(jìn)行裝船步驟，裝船提升過程中，系統(tǒng)A、系統(tǒng)B和系統(tǒng)C配合工作，拉動導(dǎo)管架向駁船甲板上移動，最終導(dǎo)管架平躺在甲板上。此種拆除導(dǎo)管架系統(tǒng)可達(dá)到的規(guī)模，取決于提拉絞車的拉力大小和鋼絲繩的強(qiáng)度。

1.1.3 工作流程

（1）提升剛開始時，系統(tǒng)A滑輪組將導(dǎo)管架重心提升到安全工作區(qū)間（從海平面上方水平線到過船尾滾筒中心的豎直線），系統(tǒng)B滑輪組不工作，系統(tǒng)C給導(dǎo)管架提供輔助水平力，抵消導(dǎo)管架自重引起的逆時針轉(zhuǎn)動力矩。

（2） 向上開始提升導(dǎo)管架，系統(tǒng)C絞車啟動，牽拉導(dǎo)管架開始提升。

（3）提升過程中，如果導(dǎo)管架傾斜過程中重心越過甲板，系統(tǒng)B絞車啟動，將導(dǎo)管架向下拉降低重心，保證重心不會越過船尾滾筒垂向中心線，防止導(dǎo)管架突然傾倒在甲板上。

（4）在提拉到導(dǎo)管架傾角很小時，導(dǎo)管架重心已經(jīng)越過了船尾滾筒垂向中心線，此時系統(tǒng)B和C啟動，卷筒將纜繩拉緊，導(dǎo)管架緩慢降落到甲板指定位置處。

（5）導(dǎo)管架落到甲板后，啟動系統(tǒng)C拉動導(dǎo)管架，將導(dǎo)管架放置到甲板上的合適位置并進(jìn)行固定綁扎。

1.1.4 優(yōu)點(diǎn)

（1）適應(yīng)于小型導(dǎo)管架平臺的拆除，設(shè)備改裝價格低，可以降低導(dǎo)管架平臺拆除施工的費(fèi)用。

（2）整個系統(tǒng)沒有使用大型吊機(jī)起吊導(dǎo)管架，操作過程中導(dǎo)管架控制穩(wěn)定性好，吊物對于船舶的運(yùn)動影響小，所以即使風(fēng)浪較大的海況，也可以實(shí)施作業(yè)。

1.1.5 缺點(diǎn)

不適合拆解大型導(dǎo)管架平臺，使用范圍受限。

1.2 海上穿梭船 （Marine Shuttle）

海上穿梭船是一艘由MSO運(yùn)營有限公司設(shè)計的海上U型船體鋼制穿梭船（見圖2），包括直徑為10 m的管狀結(jié)構(gòu)以及壓載艙、壓載泵等設(shè)備，設(shè)計用于運(yùn)輸、安裝和移除質(zhì)量達(dá)22 000 t的大型平臺上部組塊或者質(zhì)量達(dá)到10 000 t的導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)。穿梭船非自航，依靠拖輪拖帶到作業(yè)場地，由輔助船提供電力進(jìn)行作業(yè)。

圖2 海上穿梭船示意

結(jié)構(gòu)尺寸（型長×型寬×型深）為146.30m×85.344 m×60.96 m，設(shè)計吃水為10.97 m，排水量為20 555 t，提升組塊能力為22 000 t，提升導(dǎo)管架能力為10 000 t。

1.2.1 系統(tǒng)組成

海上穿梭船由3大部分組成。其一，穿梭船主體，穿梭船主體的作用是海上安裝或拆除作業(yè)，穿梭船主體包括提供浮力的浮體結(jié)構(gòu)、壓載艙及實(shí)施抽排水的泵，作業(yè)過程中拆除目標(biāo)位于U型船體結(jié)構(gòu)上部。其二，輔助拖船，輔助拖船用于拖拉穿梭船到達(dá)作業(yè)海域，并提供電源等。其三，運(yùn)輸駁船，用于運(yùn)輸被拆除或者安裝的上部組塊及導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)。

1.2.2 工作原理

該系統(tǒng)主要通過壓載水的調(diào)整，下降或浮起U型船體，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管架平臺的浮托提升與下降。

1.2.3 工作流程

使用海上穿梭船拆除導(dǎo)管架平臺的工作流程：首先，穿梭船壓載下潛，U型開口部分通過壓載水調(diào)節(jié)到水線以下，在駁船牽引下通過樁腿之間的空檔插入到組塊下方，穿梭船排出壓載水上浮到導(dǎo)管架平臺的組塊下面，U型開口兩側(cè)結(jié)構(gòu)從導(dǎo)管架下甲板樁腿的外側(cè)托住導(dǎo)管架，此時切斷樁腿；隨后，再次排出壓載水升起穿梭船，并攜帶導(dǎo)管架平臺組塊離開平臺，將組塊轉(zhuǎn)載到運(yùn)輸駁船上。采用穿梭船拆除導(dǎo)管架組塊，導(dǎo)管架下甲板以下不能有斜撐等影響U型穿梭船插入的桿件，否則需要事先切斷，保證穿梭船U型開口可以插入組塊下方。

1.2.4 優(yōu)點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)上部組塊一次拆除，無需在每個組塊上重新安裝提吊點(diǎn)和索具。

（2）提升能力強(qiáng)，提升組塊能力為22 000 t，提升導(dǎo)管架能力為10 000 t。

（3）經(jīng)濟(jì)性、安全性較好，減少了海上作業(yè)的時間、成本和風(fēng)險。

（4）使平臺的再利用成為可能。

1.2.5 缺點(diǎn)

（1）不能在一次提升中移除深水導(dǎo)管架。

（2）在繼續(xù)導(dǎo)管架拆除工作之前必須卸載上部結(jié)構(gòu)。

（3）可能不容易移動和處理導(dǎo)管架部件。

（4）沒有住所，需要輔助船來容納工作人員。

1.3 Pioneering Spirit號雙體船

Pioneering Spirit號是目前用于導(dǎo)管架平臺拆除/安裝的最大的雙體船，排水量最大，尺度最大，功能最全[6-7]，如圖3所示。該船總長382 m，寬124 m，排水量達(dá)到1 000 000 t，型深30 m，上部組塊的起重能力可達(dá)到48 000 t。該船由瑞士的Allseas集團(tuán)設(shè)計，韓國大宇造船與海洋工程公司2011—2014年建造，造價為26億歐元，2015年下水，2016年8月開始進(jìn)行海上作業(yè)。

圖3 導(dǎo)管架拆除裝備Pioneering Spirit號雙體船

1.3.1 系統(tǒng)組成

該船船首處有一個長122 m、寬59 m的槽口，槽口兩側(cè)布置8組水平抬升臂，用于起重上部組塊。為了拆卸和安裝導(dǎo)管架，在船尾安裝了兩個170 m長的起重臂，它們可以在鉸鏈上旋轉(zhuǎn)。作為起重系統(tǒng)的補(bǔ)充，還有一臺5 000 t的特殊用途起重機(jī)，用于起吊其他設(shè)備，例如較輕的導(dǎo)管架和上部組塊、平臺組塊和橋梁等。

這艘雙體船配備有極其強(qiáng)大的動力定位系統(tǒng)，可以在極其惡劣的海洋環(huán)境下作業(yè)。該船配備了8臺20缸（20V32/44CR）MAN 11 200 kW柴油發(fā)電機(jī)，總裝機(jī)功率為95 MW，驅(qū)動12臺Rolls-Royce方位推進(jìn)器，提供動態(tài)定位（DP3）和推進(jìn)力。該船的最高航速為14 kn（26 km/h）。該船拆除導(dǎo)管架平臺后，可以一并完成組塊和導(dǎo)管架的運(yùn)輸。

1.3.2 工作原理

船首處槽口兩側(cè)設(shè)置8個抬升臂，作業(yè)時抬升臂與導(dǎo)管架上部組塊相連，通過調(diào)節(jié)船體壓載水實(shí)現(xiàn)船體排水量的變化，使船舶升起或下沉，從而實(shí)現(xiàn)平臺上部組塊的拆卸、安裝。船尾處裝有一個擺動梁式起重機(jī)，其頂端裝有連接索，可與導(dǎo)管架相連，通過梁結(jié)構(gòu)的收放實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)的拆除和安裝。

1.3.3 工作流程

以導(dǎo)管架平臺拆除為例說明上部組塊和導(dǎo)管架的拆除流程。

（1）上部組塊的拆除。完成拆除作業(yè)準(zhǔn)備之后，船體首部移至平臺上部組塊下方，四對連接臂與平臺上部組塊的支撐腿相連（根據(jù)導(dǎo)管架平臺類型而確定用幾個連接臂），支撐腿保持組塊的穩(wěn)定性，此時進(jìn)行樁腿的切割，組塊與樁腿切斷后，船體排出壓載水上浮，托起組塊，實(shí)現(xiàn)組塊與導(dǎo)管架分離，然后將上部組塊運(yùn)走。

總而言之，上部組塊的拆除主要分為以下4步：“包圍”平臺上部組塊，起重設(shè)施與上部組塊連接，上部組塊拆除提升作業(yè)，作業(yè)船移位。

（2）導(dǎo)管架的拆除。平臺上部組塊拆除完成后，起重系統(tǒng)返回導(dǎo)管架平臺所在海域，實(shí)施導(dǎo)管架拆除作業(yè)。首先調(diào)整船體方向，使船尾與導(dǎo)管架同側(cè)，將船尾起重架撐起，置于導(dǎo)管架正上方，將連接結(jié)構(gòu)與導(dǎo)管架相連，在船尾起重架的控制下，進(jìn)行導(dǎo)管架泥面下樁腿的切割，切割完成后，起重架提起導(dǎo)管架，并上提到甲板的導(dǎo)軌上，甲板絞車拖拉導(dǎo)管架固定在甲板的預(yù)定位置，作業(yè)船駛離現(xiàn)場，完成拆除作業(yè)。

綜上可知，導(dǎo)管架拆除主要分為以下5步：作業(yè)船就位于平臺導(dǎo)管架上方；起重設(shè)施與導(dǎo)管架連接；從泥面以下處切割導(dǎo)管架樁腿；提升導(dǎo)管架；沿導(dǎo)軌拖拉導(dǎo)管架至甲板的預(yù)定位置，將導(dǎo)管架固定在甲板上進(jìn)行運(yùn)輸。

1.3.4 優(yōu)點(diǎn)

（1） 成本更低。Pioneering Spirit號雙體船有十分強(qiáng)大的起重能力，平臺組塊可以一次性拆除，不必對平臺分段切割，大大縮短工程時間和工程成本；海洋平臺建造時可以采用更大的分段，甚至整個上部組塊整體建造都不設(shè)分段，大大縮減平臺組塊建造成本，使平臺安裝更為高效、便捷。

（2）平臺再利用。強(qiáng)大的起吊和浮托能力可以對平臺一次性整體拆除，保持了平臺組塊的完整性，方便對平臺組塊再利用。

（3） 作業(yè)更安全。一次性起吊和浮托能力，大幅縮短安裝、拆除施工時間，大大縮短人員操作時間，減小作業(yè)人員安全風(fēng)險。

（4）更好的適航性。強(qiáng)大的動力系統(tǒng)使其有很高的航行速度；先進(jìn)的DP定位能力及起重的運(yùn)動補(bǔ)償系統(tǒng)可以使其在惡劣海況下（波高3.5 m）安全作業(yè)。

1.3.5 缺點(diǎn)

（1）該船造價昂貴，達(dá)26億歐元，一次性投資難以承受。

（2）設(shè)備維護(hù)成本高，導(dǎo)致拆除導(dǎo)管架的成本有時會更高。

（3）如果用于拆除小型平臺，費(fèi)用支出不劃算，限制了該船的使用范圍。

1.4 雙船重吊起重系統(tǒng)

TML（Twin Marine Lifter）雙船重吊起重系統(tǒng)[8]最初由Sea Metric International公司提出，該系統(tǒng)作業(yè)方式如圖4所示。Sea Metric破產(chǎn)后，挪威TMH公司收購了TML技術(shù)。2016年山東雙船起重有限公司（SDTM）已經(jīng)與煙臺中集來福士海洋工程有限公司合作，與挪威TMH公司聯(lián)合建造雙船重吊起重系統(tǒng)。

圖4 雙船重吊起重系統(tǒng)

1.4.1 系統(tǒng)組成

TML系統(tǒng)主要由3大部分組成。其一，TML系統(tǒng)由3艘配備定位系統(tǒng)的半潛船組成，一艘負(fù)責(zé)運(yùn)輸，兩艘負(fù)責(zé)拆除。其二，負(fù)責(zé)拆除的兩艘起重船，每艘船上設(shè)計有4個杠桿式抬升臂，其中每個抬升臂設(shè)計可以承載質(zhì)量為2 500～4 000 t。其三，每艘船都有直升機(jī)甲板、潛水和推進(jìn)能力，且可以自航。

1.4.2 工作原理[8]

圖5為TML系統(tǒng)的工作原理示意。TML系統(tǒng)的抬升臂通過滑道設(shè)置在半潛船甲板上。通過滑道的滑移，抬升臂可以在船長方向上調(diào)整前后的位置與間距。各抬升臂基于杠桿原理，通過在船體中部支架設(shè)置的軸承式轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)垂直方向的升降。此外，75 m長的抬升臂能夠向外延伸15 m，實(shí)現(xiàn)船寬方向的移動。抬升臂通過3個平動自由度方向的移動為TML系統(tǒng)具有足夠的抬升能力提供了保障。在半潛船的兩舷各設(shè)有一組液壓機(jī)構(gòu)，用于提升抬升臂升降的部分頂升力。此外，在抬升臂的兩側(cè)尾端各設(shè)置一壓載艙體，遠(yuǎn)離導(dǎo)管架平臺一側(cè)舷側(cè)的艙體尺度更大，通過充入或排出壓載水來調(diào)整抬升臂的姿態(tài)。作業(yè)端的垂向行程為2.0 m，當(dāng)抬升臂需要進(jìn)行抬升作業(yè)時，船首部的壓載艙排出壓載水，船尾部的壓載艙打入壓載水，同時調(diào)整前后液壓機(jī)構(gòu)保證抬升臂前段順利起升，反之亦然。

圖5 起重系統(tǒng)抬升臂工作原理示意

1.4.3 工作流程

TML系統(tǒng)的兩艘起重船舶按照拆除方案并行就位于導(dǎo)管架平臺兩側(cè)，距導(dǎo)管架約5～10 m以防止船體與導(dǎo)管架碰撞。同時將用于上部組塊運(yùn)輸?shù)鸟g船在導(dǎo)管架前方20～30 m處就位。通過調(diào)整壓載艙的排水以及液壓機(jī)構(gòu)的行程，降低各抬升臂的前端高度，使其位于預(yù)設(shè)的起重點(diǎn)之下。待高度調(diào)整流程執(zhí)行完畢后，抬升臂前端伸長，并操縱船舶逐漸靠近待拆除導(dǎo)管架組塊，將抬升臂前端與平臺組塊下部預(yù)設(shè)的結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)夾緊，通過抬升臂施加起升力，使上部組塊的載荷部分轉(zhuǎn)移到由抬升臂承擔(dān)，該操作的目的是保證切割樁腿過程組塊的穩(wěn)定性。在這一過程中，需要通過視頻監(jiān)視系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)對各抬升臂的位型及受力狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)受力不平衡，及時通過調(diào)整姿態(tài)來保證抬升臂受力均勻，在各個抬升臂受力均勻的狀態(tài)下，進(jìn)行樁腿切割，分離組塊與樁腿。調(diào)節(jié)壓載艙的壓載以及液壓機(jī)構(gòu)，將平臺上部組塊升起至樁腿切割位置以上2～2.5 m，如圖6、7所示。

圖6 抬升臂起升過程——抬升臂伸長

圖7 抬升臂起升過程——抬升臂起升組塊

抬升過程結(jié)束后，兩艘半潛船同步駛離導(dǎo)管架區(qū)域，將上部組塊轉(zhuǎn)移到駁船上方就位。通過調(diào)整抬升臂姿態(tài)，將拆除后的上部組塊放置在運(yùn)輸駁船預(yù)安裝的臨時支撐結(jié)構(gòu)、滑道或拖車上，如圖8所示。待綁扎牢固后，通過運(yùn)輸駁船運(yùn)至陸上場地。

圖8 載荷轉(zhuǎn)移過程

2 導(dǎo)管架平臺拆除系統(tǒng)性能比較

根據(jù)調(diào)研資料，本文所介紹的4種典型導(dǎo)管架平臺拆除作業(yè)系統(tǒng)的主要性能比較如表1所示。

表1 4種典型導(dǎo)管架平臺拆除系統(tǒng)的性能比較

由表1可知，背拉法適用于淺水區(qū)域的小型平臺拆除作業(yè)，只需要一艘主作業(yè)船，配備必要的拖拉系統(tǒng)，即可完成海上拆除作業(yè)，包括裝船和運(yùn)輸過程，可由一條船完成，船舶改造成本低，尤其適合小型平臺的拆除。海上穿梭船是一種雙體船概念的海上拆除系統(tǒng)，其浮托能力較強(qiáng)，功能強(qiáng)大，適用范圍廣，但是建造與作業(yè)難度較大，安全性較差。Pioneering Spirit號雙體船系統(tǒng)最為復(fù)雜，設(shè)計建造與施工作業(yè)的難度都比較大，定位系統(tǒng)、壓載系統(tǒng)的作業(yè)能力強(qiáng)，可以在極惡劣的海況下進(jìn)行作業(yè)，其工作能力已經(jīng)得到了廣泛的證明與認(rèn)可，但使用費(fèi)用高昂，不適用于中小型平臺的安裝與拆除。雙船重吊起重系統(tǒng)設(shè)計建造難度比較大，吃水較深，不能在淺水海域作業(yè)，主結(jié)構(gòu)為半潛形式，耐波性較好，可以在惡劣海況作業(yè)。

3 我國老舊導(dǎo)管架平臺現(xiàn)狀及拆除裝備的選擇

3.1 老舊導(dǎo)管架平臺現(xiàn)狀

我國導(dǎo)管架平臺目前主要分布在渤海，其次為東海和南海，總量約200多座。渤海導(dǎo)管架平臺作業(yè)水深6～30 m，東海作業(yè)水深80～120 m，南海作業(yè)水深100～300 m，但是南海西部作業(yè)水深在40～70 m，老舊導(dǎo)管架平臺多數(shù)位于渤海。

我國老舊導(dǎo)管架平臺上部組塊質(zhì)量為300～10 000 t，尤其上世紀(jì)80年代前安裝的導(dǎo)管架平臺，組塊質(zhì)量一般不大于500 t，部分小型平臺組塊在200 t左右。導(dǎo)管架基礎(chǔ)部分結(jié)構(gòu)形式有3腿、4腿和8腿的，質(zhì)量600～3 000 t不等，部分小型平臺導(dǎo)管架質(zhì)量小于200t。截至2020年，我國中海油、中石油等拆除的導(dǎo)管架平臺，組塊最大質(zhì)量1 500 t，導(dǎo)管架質(zhì)量不大于800 t。而且早期的老舊平臺均采用吊裝方法安裝組塊，沒有采用浮托的安裝方式。

3.2 老舊平臺的拆除裝備和施工方案的選擇

目前我國需要拆除的老舊導(dǎo)管架平臺具有兩個特點(diǎn)：一是質(zhì)量較?。〝?shù)百至數(shù)千噸）；二是主要位于淺水海域，大多數(shù)平臺安裝水深不大于30 m。因此需要結(jié)合目前我國老舊平臺的拆除需求，從降低裝備成本和施工費(fèi)用出發(fā)，研發(fā)相應(yīng)的拆除裝備，制訂相應(yīng)的施工方案。

考慮到平臺的質(zhì)量和水深等因素，基于拆除施工可選方法將裝備研發(fā)分為以下3類：對于1 000 t以下的小型導(dǎo)管架，采用背拉法拆除；對于1 000～5 000 t的平臺組塊，采用直接提吊拆除的方法；對于5 000 t以上的組塊，采用抬升臂設(shè)備浮托拆除?；谶@樣的分類進(jìn)行相應(yīng)裝備的研發(fā)，從而確定施工方案。對于采用浮托法安裝的大型導(dǎo)管架平臺，具備采用浮托法拆除的條件，首選浮托法拆除，可以降低作業(yè)難度，提高施工成功率，顯著降低施工費(fèi)用。

4 結(jié)束語

我國海洋平臺拆除行業(yè)起步較晚，1980年末至今，我國已經(jīng)拆除的渤海2號、8號、9號平臺均為小型淺水簡易平臺[9]，直至2016年國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)管架平臺的整體拆除[10]?？傮w來說，國內(nèi)導(dǎo)管架平臺的拆除裝備、施工技術(shù)、施工經(jīng)驗和拆除業(yè)績，與國際上領(lǐng)先水平相差較遠(yuǎn)，急需奮起直追，迎頭趕上。

導(dǎo)管架平臺的拆除是一項系統(tǒng)工程，需要考慮的因素很多，包括裝備費(fèi)用、人力成本、棄置方式、石油市場等因素。本文結(jié)合我國老舊導(dǎo)管架平臺的現(xiàn)狀，結(jié)合國外的技術(shù)裝備，分析了我國需要發(fā)展的導(dǎo)管架平臺施工裝備和施工方式，提出了發(fā)展老舊平臺拆除裝備研發(fā)及施工方案的建議，希望對發(fā)展我國導(dǎo)管平臺棄置技術(shù)起到推動作用。