湛江南海西部石油勘查设计有限公司广东湛江524057
摘要：涠州12-8/6-12油田开发工程项目基本设计初期，由于船期和投产时间的原因，希望对涠州12-1PQUB平台组块的方案进行了比选。本文主要对比选的浮托法和分块吊装分别进行介绍，展现两种安装方案的利弊以对海上大型组块安装方案的选择提供一些参考。
关键词：浮托法；分块吊装；大型上部组块
Abstract：InthebeginningofthebasicdesignWeizhou12-8w/6-12oilfielddevelopmentproject，duetoshipschedulesandproductiontime，wecompareddifferentscenariosforinstallationofWeizhou12-1PQUBtopside.Inthispaper，floatoverandsplitliftingschemewereintroducedseparately，toshowtheadvantagesanddisadvantagesoftwoinstallationmethodandprovidesomereferenceforselectionofoffshoreinstallationmethod.
Keywords：floatover；splitlifting；largetopside
0引言
海洋平台上部组块在陆地建造完成后，需要运往预定的海上地点进行安装，涠州12-1PUQB平台位于北部湾涠州油田群，是一座8腿8桩的综合处理平台，上部组块干重约10000吨。本文主要根据作者在基设项目初期对安装方案进行过的工作进行整理，对涠州12-1PUQB平台上部组块的安装方案进行技术描述和对比，为大型组块的安装方案选择提供一定的参考和借鉴。
1分块吊装
1.1分块方案
由于目前国内浮吊资源能力的限制，对于10000吨左右的上部组块，无法直接吊装，所以需要将组块进行分块，以满足浮吊的能力，分块时综合考虑结构形式、分块后重量以及尽可能减少海上连接和调试的工作量。
根据国内浮吊的船期安排，业主指定使用“华天龙”进行吊装设计，综合考虑后，涠州12-1PUQB平台分成4块，分别为上西模块、上中模块、上东模块和MSF模块，如图1所示。
图1：分块方案
分块后各块的吊装重量见表1。
表1：各模块吊装重量
1.2计算分析
上部组块的设计、计算分析需要考虑从安装到在位生产寿命期间内的所有工况，其中安装工况包括装船、运输和吊装分析，在位工况包含静力分析（操作和极端）、地震分析、疲劳分析。本平台由于分4块，所以需要每个分块单独进行全部的安装工况分析。
1.3建造安装过程
由于上部组块分成4块，所以建造和安装时，各块需独立进行。
首先根据建造码头滑轨的规划布置，安排好各块的摆放，然后4块分别独立建造，待建造完成后，分别将各块装船并运输至预定的海上安装位置，按顺序进行吊装就位（见图2），全部就位后将各模块中间的间隙用梁和板连接补齐，形成在位组块的整体性（见图3）
图2：吊装顺序
图3：海上连接各块间隙
2浮托安装
组块浮托安装法，通过驳船运输平台上部组块，进入特殊设计并提前安装就位的导管架，保证平台组块的立柱在相应导管架桩腿的正上方，并切割掉上部组块与驳船之间的连接，随着潮位降低或/和驳船压载导致的吃水增加，实现上部组块与导管架之间的对接，从而达到上部组块安全安装就位的目的。
2.1浮托法考虑
浮托法，按照安装时运输上部组块的驳船数量来分，分为单船浮托法（图4）和双船浮托法（图5）。相比单船浮托法而言，双船浮托法的操作更加复杂，且对环境条件要求更高。本平台做方案时按单船浮托法考虑，主要是基于如下因素：
1）双船浮托对环境条件要求极为严格，目前主要停留于研究阶段，安装季节无法控制时，波浪条件较难满足要求，风险较大；
2）双船浮托作业周期较长，需要单船拖航到平台海域附近进行双船过驳作业；
3）双船浮托操作作业程序复杂，世界上仅实施过4000吨以内的两个平台组块安装，对于大型组块（10000吨左右）而言，双船浮托面临极大的挑战。
采用浮托法需要使用一些专利件或者设备：LMU、DSU、FENDER、滑道、浮箱。
图4：单船浮托法示图图5：双船浮托法示图
2.2安装驳船
本次进行方案设计时，考虑费用问题，采用中远航运“康盛口”号半潜船进行浮托法设计。
“康盛口”号半潜船于2003年8月建造完工，为自航式半潜船，并具有动力定位功能，如图6所示。为实施本平台浮托法安装，该船需要新增加滑道以满足浮托法安装需要。考虑到组块的安装重量（约10000吨），若采用康盛口进行该项目的浮托安装，需要新增加浮箱，以满足组块拖航时的稳性。
图6：“康盛口”号自航半潜船
2.3计算分析
与分块吊装方法相比，不需要进行在位前吊装分析，需要增加海上运输船舶稳性及总纵强度分析和装船过程船舶稳性及总纵强度分析。
2.4建造安装过程
在建造场地首先建造运输支撑框架，后进行上部组块整体建造，建造完成后进行拖拉装船，完成装船固定后运输至预定海上安装位置与导管架进行浮托对接。采用浮托法上部组块型式与分块吊装方案有较大不同，如图7所示。
图7：浮托方案的上部组块
由于对“康盛口”总纵强度的限制，上部组块码头装船需要横向拖拉，如图8所示。
图8：横向拖拉装船示意
海上浮托对接示意如图9所示。
图9：海上对接
3方案对比
3.1钢材重量
浮托法由于构造的特殊性，会增加钢材的使用量，钢材使用量见表2。
表2：钢材重量比较
3.2施工方案
浮托法由于是整体建造，同时，生活楼和火炬也跟随上部组块一同安装，所以，安装可以一次完成，大大节省海上连接和调试的时间。
表3：施工方案比较
3.3工程投资
浮托法与分块吊装比较，会增加钢材使用量，相应的增加投资，但是由于海上调试时间可以大幅减少，从而减少投资。工程投资对比见表4。
表4：工程投资差异
4分块吊装和浮托法的优缺点
4.1建造周期及场地
分块吊装由于分块进行，条件允许各块可以同时开工建造，同时由于各块单体重量不会特别大，所以对建造场地的要求也较低。浮托法由于上部组块一体，所以只能单一按步建造，同时由于单体重量特别大，对建造场地的要求也就较高，造成国内可选建造场地有限。
4.2钢材用量
浮托法由于方法的特殊性，导管架需要设计槽口，上部组块需要根据驳船宽度设计较大跨度，而且需要额外增加一个DSF框架用于安装辅助，所以钢材用量较分块吊装更多。
4.3海上施工
分块吊装在海上安装就位后需要将各块连接，同时将不同块上的设备管线、电缆等进行连接，并进行调试，海上工期特别长，浮托法由于是整体安装，所有设备的调试均可以在建造场地出海前完成，大大减少海上调试的工作量。浮托法对海上安装环境比分块吊装更严苛，施工的海况窗口较小。
4.4甲板利用率
分块吊装由于分块造成假腿较多，而各块之间的甲板面积不可以用于设备的布置，与浮托法面积的整体性相比，甲板可利用率较浮托法小。
5结语
本文通过对涠州12-1PUQB平台进行分块吊装和浮托法的研究、对比，也展现了两种方法进行大型组块安装的优缺点，对于类似规模上部组块安装方案的选择具有一定的参考意义。
参考文献：
[1]中国海油有限公司涠州12-8/6-12油田开发工程。2011
[2]海洋石油工程平台结构设计指南
[3]李达《海洋平台组块浮托安装总体设计方法》