深水立管海上安装设计简述

安装一条这一长度的立管 ，对 于我们 来说是一次挑战 船舷吊协助 吊装 该立管采用整体 吊装的方法 ，由 Ｂ Ｈ １ ０ ９船的主 吊机起 吊，并 由 在安装过程 中，还需要穿越一个平 台的靠船件 ，这在 以前 的施工 中是 没有遇到过的．本 文通过对该
项 目立管安装设计 的简述 ，希 望能为今后的工程设 计提供 一些有益的经验．
的实际 情况，对部分施工程序和方法进行了调整和改进，解决了 这一 难题，得到了业主的 认可。 在以 往的工程项目 中， 立管的安装大都在导管架陆地预制时 进行， 也有在导管架 海上安装后， 组 块安装前进行安装。 然而， 泰国雪佛龙项 目 与我公司以 往在渤海进行的施工项 目 有很大的不同， 其中
４ ３卷 增刊
２ ０ ０ ２年 １ ０月
中 国
造
船
Ｖ ． Ｉ ． ４ ３
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Ｓ ＨＩ ＰＢ ＵＩ Ｌ ＤＩ Ｎ Ｇ ＯＦ ＣＨ Ｉ ＮＡ
Ｏｃ ｔ， ２ ０ ０ ２
文章编号：１ ０ ０ ０ － ４ ８ ８ ２ （ ２ ０ ０ ２ ） Ｓ － ０ ０ ２ ５ ９ － ０ ３
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该项 目所处海域 的水 深为 ６ ５ ｍ － ７ ０ ｍ ；立管长度为 ７ １ ｍ ，超过 了 Ｂ Ｈ １ ０ ９ 船 的极限 吊高 ；由于是二期开发 ，
需要在己 有平台上安装一条新立管， 该平台已 经投产， 其上部组块限制了 施工船舶的１作范围， 这比 仅在导管架上安装立管要困难得多： 另外， 在立管的安装处 恰好有一个平台的靠船件， 这给立管的安
泰国雪佛龙项目 是海洋石油工程股份有限公司总包的第一个国 外项目。 该项 目 是泰国雪佛龙项目
的二期开发工程，包括 ４ 座平 台和 ７条共 ３ ６公里的海底 管线的安装 设计和施工。我们从 ２ ０ ０ １ 年３ 月 开始进 行安装设计，到 ２ ０ ０ １ 年底施 工结束 。在进行该项 目的安装设计过程 中，深水立管的海上安装 设计是 我们｝ Ｉ 以往的安装设计 中前所 未遇的难题，我们经过深入的分析和不 断地探 讨，针对现场施工
通过泰 国雪佛龙项 目的立管海 ｈ 安装 设计，使我们对深水立管安装设计的特 点有 了一定认识 ， 并 且积 累一些 有益的经验。同时，通过该设计 也证 明了 Ｂ Ｈ １ ０ ９船在 ７ ０ ｍ水深海域施工 的能力。泰国雪佛 龙项 目的立管海上安装 已于 ２ ０ ０ １ 年１ １月顺 利完成，得到 了业主的认可 。我们将 该项 目立管安装设计 方 法写出来，希望能为今后 的工程设计 提供一些可供借鉴 的经验 。
起 吊时的不 同状态进行了计算分析 ，具体结果见下表：
立管起 吊角度 （ 口）
０ １ ５ ３ ０ ４ ５ ６ ０ ７ ５ ９ ０
吊绳 最大张力 （ Ｉ Ｑ Ｊ ）
１ ９ ．７ １ ５ ．７
１ ７ ． ０
立管所受最 大应 力 （ Ｍ ｐ ａ ）
１ ２１ ． ５ ７ ３ ． ８ ６ ６ ． ４ ８ ４ ． １ ５ ４ ． ６
管穿过靠船件安装到平台 匕 我们原先的 设计是考虑将靠船件在立管安装时 暂时拆除， 但经过与业主 协商， 业主要求在安装过程中不得更改平台的原先设置， 这使得我们不得不在立管安装设计时 考虑穿 越靠船件。 我们经过与多方人员的 讨论和查阅有关的资料， 设计了 一套比 较可行的安装程序以 便使立 管顺利的穿越靠船件。参见图 ｚ 。 首先在立管的顶部设置一个带有吊 耳的盲板法兰，以 便将吊绳连接 到立管顶部。 在立管的顶部设置两条吊绳， 使其穿 过靠船件通过设在平台上的 滑轮 与 船上的绞车相连。
套 吊扣 ， 上 部的 吊扣与 Ｂ Ｈ １ ０ ９ 船 的副钩 相连，中部和 Ｆ 部的吊扣与船上 的小钩 相连 ， 然 后两个钩一同 将立管水平 吊起 ，并将其平移到左舷外 ，由左舷处 的两 个舷吊与立管 的中部和 下部相连 ，进而解掉小 钩与立管相连 的吊索 。接着 ，便可在 左舷外通过 下 放两 个舷吊的 吊绳和提升 副钩 ，将立管起 吊成竖直
深水立管海上安装设计简述
孙 国民 李庆
（ 海洋石油工程股份有限 公司 设计 分公司）
摘 要
本文从海上安装设 计角度 ，并结合我公司总包的泰国雪佛龙项 目，对于水深大 于 ６ ０ ｍ的深水 立管 安装设计进行简
述。立管尺寸：小 ２ １ ９ ． １ ｘ １ ４ ． ３ ｍ ｍ ，长 度：７ １ ｍ 安装设计水深６ ８ ｍ 口 施工船舶： Ｂ Ｈ １ ０ ９ 船。 在这一深 度的海域施工， 并
动调整立管上部和 中部 的吊绳 长度 ，使得起 吊操 作更协调。在将立 管起 吊成竖直状态 ，并有一定的斜 度后，便开始进行将立 管安装到平台上 的工作 。立 管的起吊过程参见图 １ ０
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学术 论文
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图 １
在考虑将立 管安装到平台上的过程 中， 我们 遇到了一些 问题 ， 但是最大 的难题便是考虑如何将 立
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图２
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４ ３卷
增刊
孙 国民等 ：深水 立管海上 安装 设计简 述
另外，在立管的起吊 过程中，我们对立管进行了强度校核。通过运用 “ Ｓ Ｕ Ｓ Ｐ Ｅ Ｎ Ｄ ＂ 程序，对立管
许用应 力 （ Ｍ Ｐ ａ ）
２１ ． ０ ２ ３ ． ７ ２ ６ ． ６ ２ ９ ． ６
０ ． ７ ２ Ｘ ３ ５８ ＝２ ５ ８
２ ６． ５
７ ． ６
说 明：立管起 吊角度是指立管与水平面 的夹 角。
从以 上的结果可以看出， 立管在水平状态下所受应力最大， 而在竖直状态下吊 绳的张 力最大， 但 是并未超出 许用应力。通过对以 ＿ ｈ 起吊 状态的应力分析， 我们认为立管起吊 过程是安全的。
装也带来 了困难 。
基于以 上问题 和困难， 我们对立管安装程序中的部分细节进行了改进。 首 先是解决立管长度较长， Ｂ Ｈ １ ０ ９ 船的吊高不能满足安装要求的问 题，即不能在甲 板上将立管从水平状态起吊成竖直状态。 为了 不受Ｂ Ｈ １ ０ ９ 船吊高的限制， 我们考虑将立管在驳船上预制完成后， 在立管的上部、中部和下部各系一
孙国民
万方数据
作 者 简 介 高级 工程师，１ ９ ８ ９年 ７月毕业于天津 大学海洋与船舶丁程 系海洋 １ ＿ 程专业。 １ ９ ８ ９年 ７月一１ ９ ９ ９ 年 ５月中海 石 油工程设计公司结构部 工作。１ ９ ９ ９ 年 ５月一至今海洋石 油工程股份有限公司设计 公司结构部 １ ＿ 作。 李 庆 工程师，１ ９ ９ ９年 ７月毕业 于武汉交通科技大学船舶工程 专业。１ ９ ９ ９ 年 ７月一至今海洋石油 １ ． ９股份有限公司 设计公司结构部土作
这两根 吊绳一个控 制立管在穿过靠船件 时的竖向运动 ， 一个控 制立管的横 向运动 。另外 ，还通过船上
的小钩和舷吊 控制立管穿越时的角度。 通过以 上的 操作， 使立管安装就位， 最后将立管卡子锁紧立管
后，将所有 的吊绳 和 吊扣拆除 ，立 管的海 土安装便结束 了。
Ｉ ０ ０ ００ （ Ｍ Ｉ Ｎ）
泊就位 ，将载有 立管的驳 船直接靠在 Ｂ Ｈ １ ０ ９船的左舷 ， 在 立管 的上部和中部用一根 吊绳 相连，该 吊绳 穿过一个带滑轮 的吊扣与 小钩 相连 ，立管 的下部与船 上的舷 吊相连 。然后直接将 立管从水平状态起吊 到竖直状态的过程中， 可以 通过小钩吊扣上的滑轮自
状态。 在解掉两个舷吊的吊 索后， 便可进行立管安装工作。 虽然通过以上的方法可以 避免受 Ｂ Ｈ １ ０ ９ 船
的吊高限制，将立 管起 吊成竖直状态 ，但是经过与现场施 工人员的讨论和不断论 证，发现 以上 的方法
仍 存在问 题。 一是在采用副钩和小钩一同 将立管水平吊 起时， 立管所受的弯矩会很大， 一是同时 操作 三个吊 很难达到协调， 因此， 我们对以上方法又做了改 进。 首先将 Ｂ Ｈ １ ０ ９ 船在平台附近的 合适位置锚