大型吊机受限条件下导管架建造方案分析

大型吊机受限条件下导管架建造方案分析
涠洲6-8油田导管架建造在合众公司尚属首次，在大型起重设备资源相对不足的条件下，通过优化设计，获得了可行的建造立片方案。

并通过SACS分析，结果表明立片过程中杆件的应力应变均满足规范要求。

關键词：大型吊机受限；导管架；立片。

本文主要对海上油气田导管架建造过程中，在有限的起重设备资源条件下的立片方案进行分析，立片结构强度分析采用结构三维计算软件SACS 5.2，吊点的设计及吊装位移应力检查遵循API RP 2A和AISC。

导管架概貌如图1所示。

1 方案介绍
方案一：导管架整体（包括所有附件）卧式建造完成后（类似于卧式建造），整体立片，一次成型，如图2。

方案二：导管架一个单片、底层水平支撑、中层水平支撑及其间的桩腿卧式建造完成后立片，其余部分空中完成组对，如图3。

导管架建造在合众公司尚属首次，可用的吊机资源仅为1台350吨及1台150吨液压驱动履带式吊机。

由于吊机资源所限，只能选择方案二，但可对其进行优化，即首先按照方案一整体卧式组对，将方案二所述部分（约280吨）焊接接成一个整体（部件1），主结构其余部件另焊接成一个整体（部件2，不包括附件），两部分之间暂用点焊连接固定，首先保证导管架整体尺寸，准备立片时将两部分分割开，待部件1完成立片并固定好后，再将部件2整体吊装到相应位置，组对几个预留接口即可，如图4所示，这样既容易控制整体尺寸，场地吊机资源又能够满足要求，而且减少了大量的空中作业。

由于部件2的吊装较容易操作，本文重点讨论部件1的立片过程。

立片描述：在滑靴上面设置两个马鞍形垫墩作为立片时的支点，将单片底部φ914*25横撑管穿过马鞍形垫墩，导管架顶部端设置临时支撑以保持整体平稳，翻转部分卧式建造完成后，采用350吨吊机将其顶端缓慢抬起，以穿过马鞍形垫墩的横撑管为轴旋转（下称转轴）完成立片，当立片重心越过马鞍形垫墩后，采用1台150吨吊机限制导管架依靠重力过快下落，使其平稳就位，焊接固定。

2 方案步骤
①滑靴改造、就位；②导管架待翻转部分卧式建造完成后，350吨吊机、150吨吊机分别就位穿绳；③350吨吊机起吊，缓慢将导管架顶部一端吊起，在吊起的过程中缓慢前行，保持吊绳沿竖直方向。

此时150吨吊机吊绳处于松弛状态，直到导管架整体重心与底部转轴处于一个竖直平面内（绕过了约68度角）。

此过程中，350吨吊机吊点力从刚起吊时的最大值逐渐减小到零；④当导管架翻转到
约68度角时，350吨吊机的吊点力接近于零，即处于临界状态。

此时150吨吊机开始进入受力状态；⑤导管架重心越过临界状态后，依靠自重会自动向90度方向翻转，此过程需用150吨吊机在转轴另一端提供一个反方向阻力矩，以防止导管架过快翻转，保证其平稳就位。

此过程中，150吨吊机吊点力从零逐渐增大到最大值，即就位前瞬间；⑥导管架平稳就位后，固定好，撤吊机。

3 立片过程杆件强度分析
选取立片过程一系列特殊角度（0°、15°、30°、45°、60°、68°、80°、90°）进行静力分析，经综合对比分析，0°时为吊机受力最大、约68°（立片临界值）时导管架全部重力都作用在转轴上，即转轴受力最大，为两个最危险的时刻。

其UC值经SACS模拟分析，导管架各杆件的UC值经SACS模拟分析均小于1.0，杆件强度满足规范要求。

4 吊耳设计
选择国家标准HG/T 21574-2008，《化工设备吊耳及技术要求》，第26页，轴式吊耳AXB型，并通过静力分析，吊耳强度满足要求。

5 结束语
通过综合分析对比，获得了一个有效的、适用于吊机资源相对不足条件下的立片方案。

并通过SACS模拟分析，确定了立片过程中各杆件的应力应变均满足规范要求。

参考文献：
[1]顾永宁.洋石油加工设计指南[J].中国海上油气，2005，17 （3）：197-202.。