徐法晨
中海油能源发展装备技术有限公司
摘要:随着海洋油田开采条件的变化和“七年行动计划”和“增产4000万方”等目标的制定,海洋石油平台改扩建工程逐年增多,需要新增生产注水井和对配套的工艺流程系统进行相应的改造,增加机械设备。根据项目需求,部分重量较大的设备需要安装到吊装盲区(吊机不能覆盖的区域),但盲区吊装工作难度大、安全风险高、人工消耗多。如何根据工程实际制定合理、经济、安全的吊装盲区安装方案非常值得研究和探讨。
关键词:盲区吊装 难度大 风险高
0 引言
基于海上石油平台立体结构限制,很多平台机械设备在改造、维修时期面临安装就位困难。平台上甲板设备一般可利用吊机进行吊装就位,吊机覆盖范围之外的可采用地牛等起重装置进行拖运,安装难度相对较小。平台中下层甲板上布置设备较多、较密集,设备周围空间也较小,而且一般无法直接使用平台吊机吊装就位,可以考虑再上层甲板结构梁上焊接临时吊点的办法进行吊装、倒运,但有时安装临时吊点难度大,危险性高,且临时吊点位置固定,一旦设备重心偏离预定位置就可能产生倾斜,存在安全隐患,安装精度和时间不好控制。
本文基于实际项目实施过程中出现的盲区吊装情况及问题,探讨适用的装置和方法,以解决海洋平台改扩建工程及设备维保项目中出现的盲区吊装问题,降低盲区吊装难度,减少作业风险,提高设备安装就位的准确性,缩短施工时间。
1 项目简介
某中心平台设施改造项目中涉及中下层甲板球筒、雨淋阀、注水增压泵、滤器等设备安装就位及附属管线安装工作,由平台吊机将各种设备及附属件吊至上甲板吊货口后,即进入吊装盲区,此处位于设备安装位置35-50米,设备重1-5吨,采用以往安装方式需消耗较多人力且存在较大风险。
2 方案分析、比较
2.1常规吊装方式
2.1.1地牛拖运
有单台地牛和两台地牛拖运两种型式,受限于地牛承重板尺寸限制,被拖运物重心只能限制在地牛承重范围内,导致设备尺寸不能太大,对于超长、超宽物料或不规则设备拖运,会受到地牛稳定性及现场空间影响;
2.1.2架子管滚动运输
此种运输方式可以实现大型设备运输,在透平机组更换中有所运用,运输过程中后方滚出架子管及时铺至前方,承接滚动。此种方式在非大型、未达到足够重量设备运输中容易出现错位、偏移现象,另外受现场空间限制,横向伸出长度不能太多,会出现人员铺设架子管过程中挤手现象;
2.1.3临时吊点配合倒链
在设备落地位置与设备就位位置距离较近、甲板层高不高时应用比较方便,如大型内燃机缸头拆卸、翻车大修、主轴拆装等固定区域内较重设备移位翻转。但对于甲板层高较高时倒链悬挂危险性大,对于落地位置距起吊位置较远时,需增加临时吊点和悬挂倒链较多,吊装过程复杂,需高度的默契配合,运输过程不稳定性大,易出现碰撞,且需消耗大量人力物力。
对该项目8台设备采用以上拖运吊装方式的分析如下:
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该工程本次采用地牛方式进行安装,但考虑到各海洋平台空间构造不一,运输路径复杂,此种方式不同时具备省时省力的要求,故研究一种适合多种作业环境的省时省力的盲区吊装工装是符合发展的需要。
2.2液压提升框架小车
经过以上方式对比,地牛吊运相对快捷,但地牛装卸时需倒链配合才可,鉴于设备安装精度的影响以及以往吊装方式存在的诸多危险因素,拟选用液压原理研制适用于吊装盲区的液压提升机构,用以降低盲区吊装的危险性,保障吊装平稳性,提高设备安装精度,减少人员投入。
2.2.1 框架小车机构简介
一种类似于行车型式的可移动可升降小车结构,将液压机构组合进框架,通过调整液压缸运动实现设备起重过程,再通过小车下方的滚轮实现整套装置的水平移动,结构如下:
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通过手动泵将液压缸升起,在导向套的支撑下保持整体装置稳定,再利用底部滚轮实现运输功能,此种结构可通过调整方钢管尺寸适应不同海上平台运输通道及被吊物尺寸,并实现四肢索具吊运重物,使动态吊装系统整体结构更加稳定,因此拟选用此种吊装方式研究盲区吊装装置。
2.2.1 应用实例分析
以1吨闭排泵撬体进行分析,长×宽×高:2000mm×800mm×1200mm,则框架小车框架宽度选用1000mm即可满足泵整体吊装,如下所示:
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所选用部件规格通过计算可得出:液压设计压力P=2.5MPa, 每根油缸受力250Kg,约F=2500N,液压传送效率η=0.9 ,油缸缸径计算如下: 已知2500N(负载) 则
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选择油缸为 Φ40/22-400× 4件,杆径22mm,缸径40mm,行程400mm。油缸最短行程时两铰耳之间距离626mm,油缸单重18kg(如下图),总重72kg,泵站选为手动液压泵,压力2.5MPa,油容量4升,总重23kg,结构方管选择100×100×4×1000规格,单重11.94kg,7根总重79.87kg,其它附件总重46.46kg,整套装置总重198.33kg,即可满足1吨重物吊装运输,液压运动过程较为平稳,完全符合吊装盲区空间限制及整体便于操作性要求,且造价较为便宜,对于施工工时降低有显著作用,符合提质增效要求。
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3结语
随着海上石油平台工程类项目精细化管理的要求越来越高,针对现场施工面对较多、较繁琐的盲区吊装问题进行研究分析,旨在提出更优方法减少施工消耗,降低施工成本,起到降本增效目的,通过分析盲区吊装常用方法及对比两种吊装新方案,最终选择出成本更加低廉,操作更加简便的框架小车吊装方案,极大的降低了施工成本,提高了现场施工效率。
参考文献:
1、李文锋;顾赛春;李振雄;周锋;;一种海洋工程平台自提升式装置的研发[J];港口装卸;2017年04期
2、吴松平;王刚;谢维纶;;浅谈海洋平台大型设备吊装实施策略[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(下册)[C];2009年