铺管船托管架整体调试方法探讨
深水铺管船托管架总装工艺探讨
深水 铺 管 船 托 管 架 总装 工 艺探 讨
郑 晓娟 ，高指 林 ，张 国 中，赵 庆 利 ，宋建 峰
（ 海 洋 石 油 工 程 股 份 有 限公 司 ，天 津 ３ ０ ０ ４ ５ ２ ）
提
要
托 管 架 是 深 水 管道 铺 设 中 的 重要 设 备 之 一 ． 结 合 深 水 铺 管 起 重 船 托 管 架建 造 项 目， 针 对 托 管 架 的
图 １ 托 管 架 总装 图
造 船 技 术
２ ０ １ ４年 第 １ 期（ 总第 ３ ｌ ７期 ）
２ 总 装 难 点 分 析
本 项 目中总 装 的 托 管 架 为 一 焊 接 钢 结 构 组 合 体， 主要包 含 Ａ字 架及 托 管 架 本体 。Ａ 字架 由两 钢 臂组成 Ｅ 臂水平 放 置 ， 其 前端 的眼 板 与船 体上 起 重 机底 座后 部 的 Ａ 字架 支 座铰 接 （ 共 四处 销轴 连 接 ） 。
１ 引言
托 管架 是 海 底 管 道 ｓ型 铺 设 中 的 重 要 装 备 之
一
段及 Ａ 字 架 四个 桁 架 结 构 （ 见图 １ ） ， 总 重 量 为 １ ３ ６ １ ． ４ ｔ ， 其主要 通过 该铺 管起 重船船 艉 ４ ０ ０ ０ ｔ 全
回转起重 进行 托 管 架 的 海上 总装 ， 我 司承 担 了托 管 架 的陆地 制造 、 海 上安装 及调 试工 作 ， 通 过这 次 总装
为深 水托 管架 的海 上总装 积 累 了丰富 的工程 经验 。
，
悬挂 在铺 管船 的船 艉 ， 起 到 管道 在下 水 过程 中控
制 管道 曲率 的作 用 ， 防止 管 道 因在 上 弯段 的 弯 矩 过
深水海底管道铺设托管架模型试验研究
脱离 角度 以及 配重 质量 。 文 主要考 虑在 ２００ｍ水 深情 本 ０ 况下 ， 对 １ 针 ２ｉ ｎ管道铺 设 时静力 和 动力２种 试验 工况 。 静 力试 验将管 道安 装在 托管 架上 ， 加 配重荷 载并直 接测量 施 托管架 与管 道 的作 用力 ； 动力试 验施 加配重 荷 载并利 用作 动器驱 动振 动 台模 拟船体 运动 ， 测量 托管 架 与管道 的作 用
通 过 系统 地研 究托 管架 在铺 设过 程 的力 学行 为 ， 终 为托 管架 科学设 计 、 最 铺设 状态 分析及 铺设 监测 系统 的设
计 与应 用 提供 十分 有价 值 的信 息 。
１ 试 验 原 理
相 似 规律 是模 型试 验设 计 的关键 问题 ， 接关 系 到是 否能将 试验 中测得 的数据 返 回到原 型 当中 。 实物 直 半
对 海 底 悬链 线 进行 分 析 ［ 、 于 Ｎ ｗ ｏ ２ 基 引 ｅｔ ｎ法 的有 限差 分 法 求解 管 道铺 设微 分 方 程 Ｅ ， 以及 考 虑海 底 为 弹性 地 基 时 的有 限元 分 析 Ｅ ； 验方 面 ， 别 为水池 模 型实 验 ［ 与管 线铺设 的干式 实验 。 实 分 ６
Ｂ ｏ ｒ ｐ ｙ： Ｉ ａ—ｉ （ ３ ） ｍ ｌ ，ｅ ｉ ｎ ｉｅ ｒ ｉｇ ａ ｈ Ｙ ｉ ｎ １ ５ 一 ， ａｅ ｓｎｏ ｅ ｇ ｅ． Ｃ ｙ ｇ ９ ｒ ｎ
１４ ７
水
道
＝
港 口
第３ ３卷第 ２期
ＡＦ Ａ
式 中： Ｐ为原型 密度 ； ｐ 为模型 密度 ； Ａ为几何 比尺 ； 时 间 比尺 ； Ａ为 Ａ 为力 的 比尺 。 运动 台控 制 中 ， 在 需要 使用
伊 才颖 ， 王 琮 ， 冬 岩 赵
托管架调整绞车设计
ｔ ｅ ｍ，ｅ ｔ ｃ ． ， ｔ ｌ １ ｔ ｈ ｅ ｉｎ ｗ ｃ ｈ ｏ ｆ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｒ ｏ ｆ ｄ ｅ ｅ ｐ － ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｐ ｉ ｐ ｅ — ｌ ａ ｙ ｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ｉ ｐ ａ ｓ ａ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ．
，
悬 挂在 铺 管 船 的 船 尾 ，起 到 管 道 在 下 水 过 程
鉴于 海洋 环 境 条 件 下 进 行 铺 管 作 业 ，对 铺 管 设备 的 要 求 高 ，因此 ，托 管 架 调 整 绞 车应 该从 以
下几 方面 考虑 ：
中控 制 管 道 在 托 管 架 上 的 曲 率 的作 用 ，从 而 防 止
设计 、国 内制 造 为 主 ，本 文 以深 水 铺 管 船 托 管 架
１ ）调 整绞 车 的协 调性
考 虑 到铺 管 船左 右 舷
的对 称 性 ，本 设 计 方 案 设 计 的 调 整 绞 车 共 ４ 台 （ 两 两成对 ） ，绞 车 总体 布 置 （ 见图 １ ） 于 船 体 尾 部 ，调整 绞 车 安 装 于 托 管 架 操 作 架 （ Ｓ ＨＦ ）上 ， 每 对 绞 车 通 过 钢 丝绳 绕 过 安装 于托 管 架 上 的动 滑 轮组 互 相 连 接 。 同 时 ，每 对 绞 车 依 靠 液 压 系 统 和 机械 连接 保 持 刚 性 同步 ，测 量 传 感 器 采 取 冗 余 设
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｓ ｔ ｉ ｎｇ ｅ ｒ ； ｗｉ ｎ ｃ ｈ； Ｓ－ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｉ ｎｇ
０ 引言
托 管架是 海 底 管 道 ｓ形 铺 设 中 的 重 要 装 备 之
一
速度 为 ５ ｍ ／ ｍｉ ｎ时 钢 丝 绳 最 大 拉 力 ９ ０ ０ ｋ Ｎ （ 外 层） ，绞 车制 动力不 小 于 ２ ６ ９ ５ ｋ Ｎ。 １ ． ２ 绞 车总体 设计
“中油海101”铺管船托管架优化设计
Ｇａｏ Ｚｈａｏｘｉｎ １ Ｆｕ Ｃｈｕｎｌｉ １ Ｔａｎｇ Ｊｉｗｅｉ ２ Ｌｉｕ Ｃｈａｎｇ ２ Ｃｈｅｎ Ｈｅ ２
（１ ＣＮＰＣ Ｏｆｆｓｈｏｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｒｉｎｇ Ｃｏ ， Ｌｔｄ ； ２ Ｈａｎｇｚｈｏｕ ＯＰＲ Ｏｆｆｓｈｏｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ ， Ｌｔｄ ）
设下的海底管道进行静态分析和动态分析， 得到支
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— ９４ —
２０１５ 年 第 ４３ 卷 第 ８ 期
石 油 机 械
遇表面潮流， 流速为 １ ５４ ｍ ／ ｓ。
管架满足设计管径和水深范围要求 ［４－５］ 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｔｒｉｐａｒｔｉｔｅ ｓｔｉｎｇｅｒ ｆｏｒ “ ＺＨＯＮＧ ＹＯＵ ＨＡＩ １０１” ｐｉｐｅｌａｙｉｎｇ ｖｅｓｓｅｌ ｉｓ ｏｐｔｉｍａｌｌｙ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｌａｙｉｎｇ
ｐｉｐｅ ｉｎ Ｔａｉｗａｎ Ｓｔｒａｉｔ ｔｏ ａｄｄｒｅｓｓ ｔｈｅ ｖｅｓｓｅｌ’ ｓ ｉｎｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｌａｙｉｎｇ ｐｉｐｅ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｄｅｅｐｅｒ ｔｈａｎ ５０ ｍ ＯＦＦＰＩＰＥ ｓｏｆｔ⁃
ｃｈｅｃｋ； ｄｅｓｉｇｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
涵盖海上油田开发中的海底管线敷设、 海底电缆光
０ 引 言
缆铺设、 港口建设施工、 海上风电开发建设、 海底
我国拥有 ３００ 万 ｋｍ 海疆， 油气资源十分丰
２
富
［１－３］
， 台湾海峡属东海海区， 南通南海， 临靠台
湾岛以及福建海岸， 总长约为 ３７０ ｋｍ。 北窄南宽，
船舶建造设备调试管理方案
船舶建造设备调试管理方案1 目的本方案阐述了船舶建造过程中机电调试的作业要求，旨在确保船舶设备调试的顺利进行。
2 适用范围适用于船舶建造所有机电设备及其相关联的管道、附件、电缆、仪表等的调试。
3 定义3.1调试：指对船舶机电设备通电运转，并对其各项特性进行调整，满足相应规范的要求；3.2密性：对全船各密封舱室或系统管道内充注气、油或水，达到规定压力要求后，检查密封程度使整个舱室或系统无渗漏现象，达到相应规范的要求。
4 职责4.1技术部门负责编制试验大纲，并对质量部门记录的试验结果数据进行分析处理；4.2机电部门成立调试组，负责编制调试计划并组织相关部门实施；4.3大型机电设备、进口设备的调试由服务工程师负责现场指导，调试组及相关科室在其指导下实施；4.4质量部门负责全过程的跟踪调试，并进行验收；负责将所有试验和调试后的项目交给船东(代表)和船检最终检查认可；4.5采购部门负责在设备采购签约后提供《设备纳期时间及服务周期表》，表格并及时更新。
接到机电部门调试组《设备调试通知书》后联系服务商按期到厂，并和调试组长交接。
5 实施5.1机电部门调试组编排调试计划经项目主管确认后，填写《设备调试通知书》送采购部门通知服务商进厂。
5.2 调试前应检查下列工作是否具备试验条件，并进行完善。
5.2.1 各油舱、水舱(箱、柜等)的清洗达标，包括与之相连的各报警装置、液位显示装置等的完善工作，由涂装、电装及机装部门按相关作业指导书实施；5.2.2 与设备相关联的各种管系的系统完整性、密性试验、滑油管系的串油清洁交验工作，机装部门按相关作业指导书实施；5.2.3 电缆敷设、切割复线及电缆包扎完善等工作，由电装部门按船舶电缆敷设作业指导书实施。
5.3基本调试程序5.3.1船舶常规设备的调试程序箱柜模拟报警、空压机组(含应急空压机)、油水驳运、输送、冷却泵组--发电机组(含应急发电机)--其它泵组、锅炉、分油机组、主机供油单元、舵机、甲板机械、其它设备—主机—试航、废气锅炉、制淡装置、阴阳极保护。
海上深水铺管船托管架监控设备初步分析
海 上深水铺管船托管架监控设备初步分析
李 学云 ，郭 琳，张 垄 ，刘 强
（ 海洋石油工程股份有 限公 司，天津 ３ ０ ０ ４ ５ ２）
摘
并对原设计进行 了合理 的系统优化及 改造。
要
通过对海上深水铺管船托管架集成监控系统的研 究分析 ， 总结出系统中的各类 电仪设备的功能及定位 。
１ ． ４ 倾 角仪
托 管架 的角度 监控部 分共有 ３ 个 倾角 仪 ，如 图 ５ 所示。
图 ５ 倾 角 仪 布 置 图
１ 号和 ２号倾角 仪分别 安装在 托管 架 Ｈｉ ｔ ｃ ｈ段尾 部 的左舷 侧和右 舷侧 ， 用 于测量 托管 架 Ｈｉ ｔ ｃ ｈ段 的
绝对 角度 。
３号仪 器 为参考倾 角仪 ，安装 在船 体托管 架控制 室 的左舷侧 ，用 于测量 船体 的倾斜 角度 。铺 管 作
５ ４卷
增刊 ２
分 别从 内部 贴贴 一组压应 片 ，用来 测量作 业过 程 中产生 的剪切 力 。而在销 轴 中心 位 置 内部 ，安装 另一 组 压应 片 ，用 以监测销轴 承 受的挠 曲力 。
此 时 ，在一 个销轴 上测 量 的 ２个剪切 力和 １ 个 挠 曲力 通过信 号 转换 、放大 ，然后 传输 到控制服 务
业 时 ，系统会将 １ 、２号 倾角 仪与 ３号倾角 仪进行 比较 ，从 而算得 托管 架与船 体 的相 对 张角 。
１ ． ５ 测深传 感 器
托 管架 集成监 控系 统包含 ２个测 深传 感器 ：其 中一个 为水下 深度传 感器 ，位 于托 管架最末 端 ，用 于测 量 托管架末 端 在水 中收到 的压 强 ；另一个 为参考传 感器 ，位 于托 管架控 制室外 部 ，用于测 量外 部
铺管船托管架设计与强度校核
０
图２ 铺管 船总布置侧视 图
图 ３ 托 管 架 总布 置 侧 视 图
如 图３ 所示 ， 本船 的托管架结构 由液压绞车 、 吊车 、 托管架、 支撑辊及其高度调整装置、 尾部缓冲装置和
１ 托 管架 功 能介绍
Ｓ 型铺管方法是 目前铺设海底管道时最常使用的方法 。管路在铺管船甲板作业线上在一个水平面 内焊 接和检验 ， 具有安全稳定， 效率高等优点 。管线在托管架上移动 ， 穿过船尾并最终到达海底 ， 整体如拉长的 “” ｓ 造型。本文基于深水 ｓ 型托管架 的作业设计， 讨论托管架基本设计中的关键问题 。 Ｓ 铺 管 方式 的一 般过 程 是 ： 铺 管船 上 管 道水 平 焊接 ， 过 调 整焊 站 数量 从 而控 制铺 管 速度 ； 型 在 通 需要 张 紧器提供较大 的水平张力； 设置托管架 ， 一般长度为 １０ ０ｍ， ０． ０ 曲率半径可达 ２０ 随着铺设水深 的增加， ２ ０ｍ； 托管架长度会随之增加， 从而影响船体的稳性。管道一般 由三部分组成： 直管区， 上弯区和下弯区， 各组成部 分 如表 １ 示 。Ⅲ由于 自身 曲率 半径 ， 弯 区 的管 线所 受 的弯 曲应 力 最大 。通 过 设置托 管架 可 以有 效地 降低 所 上 管线离开艉部后的弯 曲应力水平。为了减小管道最大弯矩， 可以选取不同的托管架结构， 或者改变其与水平
Ｖｏ． Ｏ Ｎｏ． １１ ２
Ｊ ｎ２ １ ｕ ．０ １
铺管船托管架设计与强度校核
吴
（ 南通航运职 业技 术 学院
灿， 龙进 Βιβλιοθήκη ２６ １） ２ ０ ０
船舶与海 洋工程 系， 江苏 南通
摘
要 ： 管架布置和强度是铺管船详 细设计 中必须考虑 的关键技术 问题 。文章以某铺 管船为例 ， 托 采用通用有 限元
船舶管路安装及系统运行调试
第七章船舶管路安装及系统运行调试在现代造船工业中，造船的周期和质量是非常重要的，而其中管路的安装在造船周期中的影响具有举足轻重之势，故管路的制造、安装越来引起各方面的重视。
管子单件预制或现场校管制造后，要与管路的阀件、附件、船上的机械设备及各种器具连接起来，组成一个完整的系统。
所以，管路的安装应与船体结构的制造、机械设备的安装与油漆以及其它舾装工程协调一致，合理安排施工程序，这对充分利用船舶的有限空间和缩短造船周期至关重要。
管路安装的发展是从管子单件上船逐根取样、制造、安装，到经内场放样预制，再逐根或单件组合上船安装，发展到分段预装、单元预装、区域性预装等形式。
使大量的管路安装工作与船体制造平行作业，大量的外场安装工作在内场安装施工。
这不但加快了造船周期，而且大大减少劳动强度，减少立体作业；确保安全生产，保证安装质量，并且为管路系统的标准化、通用化、系列化打下基础。
管路安装结束后，必须配合机械设备一起进行运行试验，考验各系统的制造、安装质量，调整各种参数。
使其符合技术性能，符合建造规范，满足船舶正常航行的要求。
第一节管路安装方法管系应按管系安装图的定位尺寸进行管路安装。
目前管路的安装方法有：系统安装法；区域或分段安装法；单元组装法。
一、系统安装法系统安装法是传统的安装方法。
这种方法的特点就是将管子和有关附件以散件状态吊运上船，再根据系统安装图逐根安装。
显然，这种方法只能在船上现场进行，不安全，工作效率低。
由于管路安装的工期短，各工种施工人员集中，场地狭窄，故需要妥善安排好管子吊运及安装的顺序，确保安装工作有条不紊地进行。
（一）安装顺序的一般原则管子应在内场试压、清洗、表面处理，涂装工作完成后方能进行安装。
应先装大口径管和总管，后装支管和小口径管；先装密集区域的管子，后装空旷场所的管子；定位尺寸要求高的先装，一般管子后装；机舱底部和平台甲板上的管子先装，沿舷旁、支柱旁上行和侧悬在甲板下的管子后装；船体的舱柜处要做密性试验场所的管子先装、不作试验的后装。
铺管船 托管架
铺管托架系统包括托辊箱组件、两套45吨管架绞车、两套Pendandlinedavit系统、一套托管架电控系统、以及两套包含液压控制的托管架锁定系统、一套用于管理100米水深视频、声纳、承重、角度、水深等各类遥测设备的遥感勘测管理系统舱底压载，阀门遥控系统介绍及其在船舶中的作用1. 压载系统作用是为了船舶正常的营运而进行入、排、调拨压载水（74000DWT散货轮无调拨压载水功能）。
为了船只的适航性，安全性，设计时要确定满载吃水，空载吃水等吃水线。
压载系统需要保持船只空载时的稳定性，适航性；重载时的适航性（比如航道经过距水面较低的固定式桥，则需要注意船舶在满压载时的高度能否保证顺利通过，否则要临时切割上层建筑）。
船舶经过大风浪的航区（如大西洋）时，一定要加压载保持稳定。
压载水的调拨目的是控制船只的纵、横倾。
比如江南厂造的火车渡轮，采用风机来实现左右调水以控制横倾（采用风机配紫铜管可以快速调水但管子的腐蚀量大）；潜艇通过用泵前后调水以控制纵倾，实现姿态的调节。
在设计工作中，要求管系在船舶倾斜角5o的条件下，系统可以正常工作。
而对于主机则要求横倾15o，横摇22.5o的条件下可以工作。
应急消防泵要求横摇22.5 o，纵倾10 o时可用。
可见对于设备的要求比管系要高。
注意在压载舱中两套吸口，一般压载吸口较大，扫舱吸口较小。
吸口布置在舱的尾部，若舱的长度大于35m，则首尾均需要布置吸口。
由于压载泵的排量大，当吸口的吸水量大于舱中水流动到吸口的流动量时，就会由于大量空气混入而无法排水；这时需要用喷射泵扫舱。
压载系统与扫舱系统共用一根压载总管，而不需要另外设置扫舱总管。
尽管压载总管通径较大，但经过实践证明这种设计可以较好的发挥作用。
注意压载管要采用套筒焊接穿舱壁筒，而不可用法兰。
货舱，油舱（如散货轮的4号货舱）作压载舱用，则需要在压载管上装盲板或其他隔离措施。
（江南厂设2套截止阀，从4号货舱的污水井进入。
）注意压载管路中不能设止回阀。
管道支架安装与调试技巧
管道支架安装与调试技巧随着建筑和工程领域的不断发展，管道的安装与调试变得越来越重要。
管道支架是管道系统的重要组成部分，它不仅能够保证管道的稳定性和安全性，还能减少对管道的应力和振动。
本文将介绍一些管道支架安装和调试的技巧，以帮助读者更好地理解和掌握相关的知识。
一、选择合适的管道支架管道支架的选择对于管道系统的稳定性和安全性至关重要。
在选择管道支架时，应考虑以下几个方面：1. 重量承载能力：根据管道的重量和预计的压力，选择具有足够承载能力的支架，以确保管道能够安全地承受负荷。
2. 防腐措施：考虑到管道常常处于潮湿、腐蚀的环境中，选择具有防腐功能的支架，能够延长支架的使用寿命。
3. 安装便捷性：选择安装简便、拆卸方便的支架，能够减少安装时间和成本。
二、管道支架的安装正确的管道支架安装能够确保管道的稳定性和安全性，以下是一些安装技巧：1. 测量和标记：在安装管道支架之前，应先测量并标记好管道的位置，确保支架安装的准确性。
2. 固定支架：根据标记的位置，使用适当的工具固定支架。
在固定过程中要注意支架的水平和垂直，确保其安装平稳。
3. 调整支架：一旦支架固定，要进行适当的调整，以保证支架与管道之间的连接紧密，并避免管道出现位移或者摩擦。
三、管道支架的调试管道支架的调试是为了确保其安装的稳定性和可靠性。
以下是一些调试技巧：1. 检查固定性：检查支架的固定情况，确保支架与管道之间的连接是否牢固。
如果有发现松动或不牢固的情况，应及时进行调整和处理。
2. 检查水平度：使用水平仪或者其他工具，检查管道支架的水平度。
如果发现不平衡的情况，可以通过调整支架的固定螺栓或者添加垫片来调整水平度。
3. 检查管道位移：检查管道支架的位置是否发生位移。
如果发现管道位置有偏移，应及时调整支架，使其回到原来的位置。
综上所述，管道支架的安装和调试是确保管道系统稳定性和安全性的重要步骤。
正确选择合适的管道支架，并严格按照安装和调试技巧进行操作，能够有效提升管道系统的性能和可靠性。
海上铺管船托管架智能支墩系统研究
作业范 围大 ， 适应 性强 。 因此 ， 有 的大多数 铺管 船都 现 为 Ｓ 铺管 船 ， 形 因铺设 时 的管道整 体呈 Ｓ 命名 。 形
从 采用形 式上 来看 ， 目前 ｓ型铺 设 采 用 的托 管 架 形式 主要有 以下 ３种 ， 图 １所示 。 如
读 硕士 ， 要从事液压技术方面的科研丁作。 主
２１ ０ 第 ５期 １年
液 压 与 气动
２ ｌ
海 上 铺 管 船 托 管 架 智 能 支 墩 系统 研 究
时培 刚 ，魏修亭 ，田海庆
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ｎ ｅｌｇ ｎ ｕ ｐ ￣ ｓ ｓｅ ｏ ｒｎ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｅ ｉ ｔｌ ｅ ｔｓ ｐ ｏ ｉ ｙ ｔ ｍ ｆｍａ ｉ ｅ ｐ ｐ —ａ ｉ ｇ ｖ ｓ ｅ ｔｎ ｅ ｉ ｅ ｌ ｙ ｎ ｅ ｓ ｌｓｉ ｇ ｒ
以实 现一定 范 围内 的半 径 变化 ， 而 使 其对 应 的可铺 从
设 管 径 以及 水深 比较 丰 富 ； 且 由 于各 段桁 架 部 分 可 并 以相 对较小 ， 施工 装卸 也很便 利 ， 目前 深海 Ｓ型铺管 是 所 采用 的主要托 管架形 式 。
目前对 海上 石 油 和 天 然 气 的 开 采 主 要 有 两 种 方 式 ： 井平 台和钻 井 船 。钻 井 平 台产 出 的油 气需 经 专 钻
２ ５４ ； ２ ０ ９
海洋铺管船托管架技术研究
升 托 管 架 ，从 而 达 到 变 幅 的 目的 。变 幅 的幅 度 大 小取 决于托 管架实 际铺 管施 工 的需要 。
１ ． 滚 轮 机 构 ３
船 、普通 铺 管船 、半 潜 式 铺 管船 。托 管架 作 为 重 要 辅助 设 备 是 不可 或 缺 的 ，如 荷 兰 海洋 公 司的 奥
一 蟹ｌ ｌ 为 全 球 油 气 资 源 重 要 的 接 替 区 。 对 于 我 国来 说 ，
略 的 重 点之 一 。
海 洋 作 为 全 球 油 气 资 源 开 发 的 新 领 域 ， 已 经 成 加 速 开 发 海 洋 石 油 资 源 已 成 为 国 家 未 来 能 源 战
海 上 开采 出 的石 油 天 然 气 主要 靠 管 道 进 行 输 送 ．海 洋管 道 铺 设技 术 在 油 气集 输 中的 作 用越 来 越 重 要 。托 管 架 是 浅海 管 道 铺设 中的 重 要 辅助 设
备 之一 ，其 ￥ ￥ 羊 羊 主要 作 用 是工 作 时 承载 和传 递 管道 重 ￥
力 ，使铺设 的管道成 Ｓ型放 到海底 。 国 内托 管 架 多 以 国外 设 计 、 国 内制 造 为 主 。 中 海 油 的 蓝 疆 号 、 滨 海 １６ １９及 中 石 化 的 ０、 ０
变 幅 机构 由变 幅绞 车 、滑 轮组 、 吊钩 、Ｕ型
环 和 钢 丝绳 组 成 。以 变 幅绞 车 为 主 ，通 过 电机 的
转 动 带 动 变 幅 绞 车 的 滚 筒 转 动 ， 收 放 钢 丝 绳 来 提
作 业起 步较 早 ，各种 铺 管 设 备 已 比较 完 善 ，铺 管
船 也 不 像 国 内 多 为 起 重 铺 管 船 ，可 划 分 为 铺 管 驳
胜 利油 建 自行 设计 制 造 的托 管架 于 ２ ０ ０ ０年 正
国内外铺管方法及铺管船研究报告现状及发展趋势
国内外铺管方法及铺管船研究报告现状及发展趋势
一、管道铺设方法
1.冷拔管道法
冷拔管道铺设是一种技术成熟的铺管方法，冷拔管道铺设中的管道是
按照一定的节距从岸边或海底点开始，采用管塔、铺管车或铺管船来铺放。
在冷拔管道铺设过程中，首先对管道进行机械拉伸或挤压，使其内和外形
确定，然后在合适的位置安装管塔，将进行定向，最后回到管道起始点，
在海底拖拉管道置放于设计深度。
2.热软化管道铺设法
热软化管道铺设是将热流道管道预留在机械拉伸过程中，最终通过加
热及压实等方式，使得管道在热软化铺设的过程中，管道的外形变化非常小，管道能够安装在海底设计深度处。
热软化管道铺设和冷拔管道铺设相比，能够提高工作效率，减少劳动强度，降低施工成本，但同时要求安全
施工环境，要求施工现场有足够的空气转动，以及清洁，防止起火爆炸等
事故。
3.焊接管道铺设法
焊接管道铺设是指将海底管道通过游轮、船只以及其他相关装备拉到
管道要安装的距离，然后采用水下焊接以及配套焊接设备来实现管道段段
的铺设，将管道拉至设计深度的海底点，完成管道的铺设。
基于深海铺管船托管架系统调整的软件开发
随后对管道整体进行有限元分析，将理论与数值模 拟相结合；二是在实验室创建托管架实物模型，设 置模型的控制系统和数据采集系统，施加载荷及振 动，对试验结果进行分析“旳。上述研究并未深入 探讨托管架系统的调整原理和方法，当铺设海况发 生改变时，托管架的入水角度与各托辐的支撑位置 无法得到正确调整。一旦投产深海s型铺设托管 架，其支撑的海底管道应力可能大于屈服极限，影
2019年第47卷第6期 V海洋石油装备A
石油机械
CHINA PETROLEUM MACHINERY
—67 —
基 * 于深海铺管船托管架系统调整的软件开发
徐兴平1王西录2冯帆1汪海1张辛1王龙庭1刘广斗1
（1.中国石油大学（华东）机电工程学院2.中国石油集团海洋工程有限公司钻井事业部）
摘要：为了正确调整S型铺设托管架的入水角度与各托辐的支撑位置，在深海铺管船托架系 统调整分析的基础上，提出了深海S型铺设托管架调整方法，借助MATLAB软件GUI模块开发了 一款通用性软件，着力提高深海作业时托管架系统调整工作的质量与效率。工程算例应用结果表 明：该软件可及时提供最新的参数与模拟图像，操作简单、界面友好、交互性强，可根据实际工 程需要调整或增加相关计算界面。该软件的成功开发可为托管架的调整工作提供科学依据和工程 应用基础。
*基金项目：山东省自然科学基金项目“煤层气排采出煤粉机理研究” (2018BEE016)；中国石油大学研究生创新工程项目“深水铺 管船托儈架系统设计与软件研发”(YCX2018060)。
—68 —
石油机械
响作业效率和铺管安全。因此，对托管架系统的调 整方法进行科学研究很有必要。
深海海况较为复杂，托管架系统需要及时调 整。然而，传统方法计算效率低，难以满足实际工 程需要；现有铺管作业分析软件多由企业自行研 发，多数软件对外保密，并且通用性较差。为此, 有必要根据托管架调整理论进行编程，开发一款软 件，将监测数据导入软件进行分析，使托管架系统 得以及时调整，同时保证铺管作业的安全。
海洋铺管船托管架技术研究
海洋铺管船托管架技术研究贾芳民【摘要】托管架是浅海管道铺设中的重要辅助设备之一,文章介绍了胜利油田油建公司自行设计制造的托管架的结构组成和性能参数,对托管架进行了有限元模拟计算,设定了6个工况,计算得出了各部分结构的应力情况,对托管架、A字架和侧拉杆结构进行了相应的优化,优化后的结果满足强度要求.通过对各种方案的比较,提出了一些建议.【期刊名称】《石油工程建设》【年(卷),期】2011(037)002【总页数】3页(P24-26)【关键词】海洋铺管船;海底管道;铺设;托管架;结构分析【作者】贾芳民【作者单位】胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司,山东,东营,257064【正文语种】中文【中图分类】TE54随着科学技术的进步以及人类对海洋石油资源认知水平的不断提高，海洋石油天然气已成为世界石油工业的热点和科技创新的前沿。
海洋作为全球油气资源开发的新领域，已经成为全球油气资源重要的接替区。
对于我国来说，加速开发海洋石油资源已成为国家未来能源战略的重点之一。
海上开采出的石油天然气主要靠管道进行输送，海洋管道铺设技术在油气集输中的作用越来越重要。
托管架是浅海管道铺设中的重要辅助设备之一，其主要作用是工作时承载和传递管道重力，使铺设的管道成S型放到海底。
国内托管架多以国外设计、国内制造为主。
中海油的蓝疆号、滨海106、109及中石化的SL901均配有托管架，其中SL901上的托管架为胜利油田油建公司自行设计、制造。
国外海上铺管作业起步较早，各种铺管设备已比较完善，铺管船也不像国内多为起重铺管船，可划分为铺管驳船、普通铺管船、半潜式铺管船。
托管架作为重要辅助设备是不可或缺的，如荷兰海洋公司的奥尔卡号铺管船（浮吊、铺管和埋管）、蓝鲸号铺管船（浮吊、深水铺管）、海狮1号铺管船（浮吊、深水铺管）上均装有托管架。
本文主要对中石化新建的SL902铺管工程船托管架的自行设计、计算、建造技术进行介绍。
胜利油建自行设计制造的托管架于2000年正式安装到SL901上，并在滩浅海施工中（海底电缆，海底输油、输气管道和注水管道工程项目）验证使用。
铺管船的性能设计方案
铺管船的性能设计方案为了提高铺管船的性能，我们可以采取以下设计方案：1. 船体结构优化：通过减少重量和增强结构刚度来提高船体稳定性和承载能力。
采用轻质高强度材料，并合理分配材料的厚度，以降低船体重量。
同时，在船体设计过程中考虑各种力的作用，合理设置框架和支撑结构，提高船体整体刚度。
2. 推进系统改进：选用高效的推进系统，提高铺管船的推进效率和速度。
可以采用新型涡轮和螺旋桨设计，提高推进效率，并减少噪音和振动。
此外，可以采用多引擎和可变推力系统，以适应不同的航行条件和工作要求。
3. 船体动力控制：加装舵和侧推装置，提高铺管船的操纵性和操作灵活性。
舵和侧推装置可通过电动或液压系统操作，能够实现船舶的精确操纵和快速转向，以适应施工过程中的不同要求。
4. 动力系统优化：基于铺管船的工作要求，选择合适的动力系统。
可以采用柴油发电机组及电动机驱动动力系统，以提供持续而可靠的动力。
同时，考虑能源利用效率和环境保护，可选择更清洁和低排放的燃料。
5. 船舶自动化控制：引入先进的自动化控制系统，实现铺管船关键设备的自动化控制和监测。
通过传感器和智能控制算法，实现对船舶参数、设备运行状态的实时监测和控制。
自动化控制系统可以提高施工效率，减少人工操作，同时提高船舶的安全性和可靠性。
6. 船舶安全设计：在船舶设计中充分考虑安全性能。
设置适当的泡沫填充材料，提高船体的浮力和抗碰撞能力。
同时，安装必要的安全设备，如消防系统、救生艇和救生圈等，以应对紧急情况。
7. 船舶人机工程学设计：根据人机工程学原理，设计符合船员工作习惯和舒适度的工作空间和驾驶室。
船舶控制台的布局合理，操作按钮和显示屏幕易于操作和观察。
此外，考虑船员的工作环境，提供良好的通风、照明和便利设施。
通过以上设计方案的综合应用，可以提高铺管船的性能，提高工作效率，减少能源消耗，并提高船舶的安全性和舒适性。
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铺管船托管架整体调试方法探讨
摘要：本文介绍了大型深水铺管船托管架系统设备组成及基本参数，总结托管架整体调试的技术和管理方法，对后续的铺管船托管架的整体调试工作具有现实的指导意义。
关键词：铺管船；托管架；调试方法
commissioning method discussion for stinger of pipelaying vessel
wangwei， yuanhongyu， zhangsong，
（offshore oil engineering co.， ltd，tianjin，300452）abstract： this paper introduced components and basic parameters on stinger system of a large deepwater pipelaying vessel， and summarized the technology and management methods of stinger commissioning， and the methods will be have some strong sense of guidance for the subsequent stinger commissioning project.
key words： pipelaying vessel； stinger ；commissioning method
1、引言
随着国家海洋石油工业开采的发展，越来越多的铺管船正在建造和使用中，托管架作为铺管作业船舶的一个非常关键的设备，悬挂在铺管船的船尾，起到海管在下水过程中控制管道在托管架上的曲
率的作用，防止海管因为在上弯段的弯矩过大而导致的屈服或者破裂，通过托管架与张紧器的协同作业，调节各种参数，保证海管的安全铺设。
托管架上一般装有海管支撑滚轮组，确保其高度一般可以调节，以适应不同管径及不同铺设深度的要求，两侧加装保护支架，防护海管偏离方向。
2、托管架系统基本情况介绍
托管架可满足浅水和深水两种模式进行海管铺设，根据特定的项目需求进行托管架作业半径计算，然后调整托管架到合适的工作半径，通过监控系统对海管铺设过程进行实时监控，及时处理紧急状态，确保铺管作业安全、稳定进行。
托管架系统的基本情况介绍如下：
3、托管架调试准备
3.1 fat试验
设备出厂试验是非常关键的一项试验，能够检测设备是否满足设计要求，提前发现设备设计制造过程中的问题，及时处理，为后续进入现场安装创造良好条件，验收过程中，业主方、制造及第三方等各方人员积极参与，主要验证设备的技术规格书符合性，运转的功能及性能参数，提出切实可行的整改意见，而验收报告也将作为最终完工文件的一部分进行留存。
3.2 机械完工检查
各系统设备在安装过程即要执行检验程序，严格按照设计图纸的要求进行定位，就位后系统连接更作为检验的关键时期，设备完整性检查、管线连接、吹扫、试压、冲洗、电缆的接线、校线及各项绝缘检查等等，这个阶段具有施工工作量大、工期长的特点，也是检验工作的关键时期，机械完工做的好，会给后续的调试工作带来极大方便，有利于减少项目投产工期。
3.3 组织、资料及方案落实
良好的组织和方法是确保项目调试成功的根本保证，组织可从安全分析、人力安排、机具资源、技术文件等方面进行管理，各项准备工作要充分到位；托管架整体调试风险较高，必须做好试验方案，方案要经各方批准通过，方可组织试验。
4、托管架整体调试过程
4.1环境及水深要求
根据设计要求，确定调试期间环境因素及水深情况，具体可参考温度；相对湿度、风力、浪高及水深等各项要求，尤其是水深，要根据调试文件及设计参数确定适合调试水域的深度，避免调试过程中发生托管架尾端触底风险。
4.2 空载运行
单台绞车工作状态正常的情况下，分别同时启动左舷/右舷两台绞车空载运行，正、反向旋转各一小时，记录滚筒转速、电机电压、电流、油压、噪音、轴承温度等参数，尤其是绞车制动系统功能考
核。
然后同时启动左舷、右舷四台绞车空载运行，调整四台绞车的同步性，绞车的空载运行能够检验机绞车各项功能，使得绞车、液压系统处于良好的工作状态，为带载试验做好准备。
4.3带载试验
托管架整体上千吨，操作调整绞车带托管架整体进行升降试验，在升降过程中做急停功能及刹车试验，通过操作手柄逐渐改变绞车速度，当托管架远端接近水面位置时停止。
检查托管架启动、停止情况，急停功能以及绞车速度的变化情况；检查钢丝绳在绞车滚筒上的排列情况，判断钢丝绳张力、绞车速度等是否满足设计要求，重点考核静置时托管架是否有下溜现象。
4.4 监控数据通讯测试
监控系统主要包括cctv、角度、深度、铰接点压力、滚轮压力监控；现场采集的监控信息会直接传输至托管架监控室及dp控制室，进行托管架状态参数实时跟踪。
确保各项参数显示正确，通讯网络工作正常，报警信息正确及时。
5、托管架各项参数调整
5.1 角度及深度传感参数现场标定
托管架监控系统参数显示及通讯正常后，为使各项参数达到使用参考的目的，应对角度和深度传感器进行现场标定，具体方法如下：通过角度测量仪器（全站仪等），测出托管架上平面相对于船体
角度，通过测量3组数据，平均值后确定两个角度即可（水平零度角及最高限位角），并与设计文件核实，判断测量值与理论值两者之间误差，满足要求后即可作为角度标定的依据，下载标定数据至软件进行标定。
深度传感器采用的是压力原理，在空气中的压力显示为零，当测量水深时，压力会随着水深越来越大，进而通过压力的变化转换为水深度参数。
在确保深度传感器标定合格的情况下，直接通过控制软件进行压力参数归零标定，并在传感器接触水面时，观察传感器的工作状态。
5.2 滚轮组压力现场校核
为确保托管架滚轮组压力传感器读数正确，测力轴的现场标定也是必要的，采取制作工装的方法，通过压力千斤顶进行传感器校核，观察传感器读数的变化趋势，如果读数差别较大，分析原因，如有必要进行试验室重新标定；工作正常后，通过人机界面进行各传感器读数清零处理，确保托管架在没有重物的情况下各传感器的显示为零。
5.3 其它适应性的调整
这一环节同样重要，为使托管架各监控点合理有效，也应对cctv 摄像头进行调整，保证监控区域全部覆盖，画面显示清晰；尤其是声纳设备，为确保声纳信号工作正常，需要通过软件进行信号工作频率、扫描角度、声纳间距等参数设定；另外，声纳是水下工作设
备，要尽量避免在空气中长时间开机，声纳的安装位置也是有一定要求的，尽可能避免声纳周围其它干扰源过多，否则声纳采集的信号中会出现大量干扰信息，影响对目标体的判断。
6、小结
大型铺管船托管架系统调试工作风险较大，在调试的过程中，要做好方案分析和应急预案，讲究组织、资源、计划的协调，实施前要做好应急状态分析及预防措施，确保人员、设备不受损害及试验过程安全有效；随着我国海洋资源开发步伐的加快，大型海洋工程铺管船舶将会越来越多，托管架作为铺管船舶生产作业线最后的关键大型设备，对整个铺管的影响巨大，若各项参数监控目的无法有效达到，会大大增加海管铺设的风险，本文即是结合了实际项目进行工作经验总结，并在整个试验过程中严格执行了测试方案和程序，使得托管架整体调试及各项参数指标达到了使用和设计要求，效果良好。
参考文献：
[1] 托管架设计、建造规格书
作者简介：
王伟（1980-）男海洋石油工程股份有限公司建造公司，调试工程师，天津市塘沽区渤海石油路688号595信箱（建造公司调试技术部）邮编：300452
苑宏钰（1987-）男海洋石油工程股份有限公司建造公司，调
试工程师，天津市塘沽区渤海石油路688号595信箱（建造公司调试技术部）邮编：300452
张松（1987-）男，海洋石油工程股份有限公司建造公司，调试工程师，天津市塘沽区渤海石油路688号595信箱（建造公司调试技术部）邮编：300452。