海洋平台浮托安装数值模拟及研究.pdf
李智超+李盛阳
[摘 要]海洋工程一般是采用一些方法在海面上去进行工作，随着海洋所承载的一些物品的重量不断的递增。有些像海上运输的东西，受到起重机的限制。所以采用一些海洋平台辅助进行安装，它是借鉴了国外的一些先进的经验。要不断的去进行探究。用一些浮托法水动力去进行分析。未来海洋石油开采向深水区域拓展，浮托法也将继续发展适用于深海大型浮式平台的安装。发展浮托法安装对海洋石油领域意义重大。
[关键词]海洋平台、浮托、安装
中图分类号：TE952 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0022-01
1.前言
随着一些海上工业的不断发展，对于海内的资源的开发也在不断的增加。油气开采逐渐由浅入深，向深层的海洋不断的去进行开发。海洋的结构是多种多样的，在海上进行开发，需要借助各种各样的工具。海上的一些起重的工具，在海洋中运作是十分困难的，目前所使用的一些方法已经满足不了人们的需求。需要国内外去寻找一些符合减少成本要求并且能够去进行开发的一些平台安装。
2.浮托法发展现状
上个世纪80年代，在西非、墨西哥湾、中东以及东南亚等地就曾多次尝试浮托法来安装平台的上部模块。在固定式平台（如导管架平台，重力式平台）浮托祛研究和实践方面，已经有很多研究成果和实际工程经验。1979年，名为Zakum的导管架平台在阿布扎比使用浮托法安装成功，其上部模块重量为6500t，这是最早在开阔水城使用浮托法安装成功的案例。1997年，名为Hibermia的导管架平台在纽芬兰岛附近成功使用双体船浮托安装成功，其上部模块重量为46000t，这是到目前为止浮托安装最重的上部模块。同年，导管架平台EPKE在西非海域安装成功，表明浮托法也可适用于具有显著涌浪海况的西非海域。2006年，名为KikehP的SPAR平台在马来西亚东部的南中国海成功安装，这是浮托祛首次应用于浮式平台，其上部模块重400t，安装中使用双体船浮托安装，作业海况为有义波高0.7m，周期7s～8s。近年来在国内浮托法安装也有很好的运用。2005年，渤海中部的南堡35-2油田成功实现导管架平台浮托祛安装。这次安装的成功，填补了我国海洋石油开发超大型模块海上安装的空白，也证实了我国具有独立完成浮托祛安装海上大型结构物的能力。随后憎中34-1油田、旅大27-2/32-2平台也相继采用浮托安装成功，其中旅大272，/32-2的上部模块重量已经超过万吨[1]。
随着浮托法研究的不断深人，相关配套设备技术的不断提高，使得浮托法应用的范围越来越广，对海况的要求程度也逐渐下降。在风浪流的作用下，借助必要的定位和缓冲设施，可对20000t以上的模块进行安装，施工不仅可在有義波高1.5m，谱峰周期超过8S的不规则波海况下进行，同时也适用于1.5m波高的涌浪海况。近年来，由于海洋平台上部模块重量和尺寸的不断增大，一般的起重船已经无法承担吊装作业，随着未来海上安装作业数量的不断增多，浮托法很可能将是海上安装的首选方法。
3.海洋平台浮托安装分析
随着海洋石油.工业的发展，油气资源开发力度不断加大，油气开采由浅海向深海不断迈进，海洋结构物，特别是大型海洋结构物越来越多，各种类型的海上平台正向大型化、综合化方向发展，单个平台上部组块的贡量从2000～10000t以上，海上起重能力的发展速度远远跟不上模块重量的增长速度。以前使用的在海上进行设备安装施，工方法已远远不能满足要求。由于浮吊起重能力及当地水深的限制，以及海上安装的巨额成本，迫使国内外各公司寻找经济的平台安装就位方法。海洋平台浮托安装法（简称：浮托法）是相对于传统的吊装法而言的，传统的吊装法是利用海上.浮吊把比部组块吊起后安装到导管架上，而浮托法则是通过调节驳船的吃水差，利用浮力把组块浮托安装到导管架上。与吊装法相比，浮托法解决了超大、超重组块的海上安装问题，免了采用传统的大型海洋结构物分块吊装安装方案可能造成的繁琐的作业程序，减少了海上连接调试的时间。浮托安装技术已经发展多年，它通过海上安装成功地将整体上部组块安装到不同的固定式结构或浮式海洋平台上。主要包括导管架平台，重力式平台，张力腿平台以及Spar平台等结构型式。浮托法是1种安全、可靠、经济的施工技术。目前国外已有学者对上部组块浮托法安装进行了研究，这些研究为平台的安装、施工提供了依据。国内海上浮托新工艺的成功实践，为今后我国大型平台结构的海上浮托安装提供了经验和重要参考依据4N。国内虽然有浮托安装成功的实例，但目前关于浮托法的现状、关键技术、分析过程、关键设备、发展趋势等却鲜有报道。本文对浮托安装技术进行了详细的总结，介绍了浮托法的过程、关键设备，总结了国内外浮托法的工程实例，结合某拟建实际工程，利用SESAM软件进行分析计算，总结了浮托法的研究难点和技术关键。
浮托安装主要程序海洋平台浮托安装，是指建造完成后的平台上部组块由驳船运载驶入大开口导管架，并抛锚完成定位，进而完成海上安装工作。浮托安装的主要程序如下：平台上部组块在陆地整。滑移装船（Loadout）体建造完成后，进行整体滑移装船，使其两侧的平台腿悬空于驳船船舷的外侧，并进行临时固定绑扎处理（比如甲板支撑装置DSU）。如图1为国内某大型组块装船图；此时导管架已经在指定海域完成安装，等待与上部组块对接。
4.对目前安装方法的改进和优化
随着浮托法安装的数目越来越多，相关的船舶和设备也随之增加，因此需要对这些设备以及设计参数做系统化规范化管理，最大限度地提高利用率和安全性。时间成本一向是海洋工程领域颇受关注的问题，系统化管理使得浮托安装的时问成本进一步减少，将使用者的利益最大化[2]。由于船舶与各项设备参数直接关系到安装平台的设计参数，最初的平台设计时必须考虑安装设计，因此制定相关的设计使用规范非常迫切必浮托祛安装受海况限制较为明显，优化船型和配套设备可以提高运动性能，增加作业抗海况等级。
拓展浮托法应用的范围，目前海洋石油开采已向深海区域扩张，深海浮式平台数目逐年递增，发展深海浮式平台浮托安装迫切必要。SPAR平台和半潜式平台安装将成为今后研究的重点。此外对于其他海上结构物的安装（例如海上风车，海底管道等）也可以使用浮托法来安装。浮托祛安装具有成本低、作业时间短.起重能力大、适用范用广、操作方便安全等特点，近年来使用频率越来越高，现已成为大型平台组块安装的首选方法。浮托法安装需要掌握驳船的设计与选择、缓冲和荷载转移、作业过程的模拟预报等关键技术。未来海洋石油开采向深水区域拓展，浮托法也将继续发展适用于深海大型浮式平台的安装。发展浮托法安装对海洋石油领域意义重大。
5.结束语
随着我国油气资源的开发不断的由浅入深，在海上去使用大型的器具平台进行开发的例子越来越多，可以采用浮拖法的技术在海洋施工中去进行应用。浮托技术在我国几年中已经取得了非常大的成就。随着我国经济的不断发展，在科技方面也在不断的去进行提升要将科技同浮托技术相结合，来降低海上工作的一些危险。未来海洋石油开采向深水区域拓展，浮托法也将继续发展适用于深海大型浮式平台的安装。发展浮托法安装对海洋石油领域意义重大。
参考文献
[1] 王树青，陈晓惠，李淑一，等.海洋平台浮托安装分析及其关键技术[J].中国海洋大学学报（自然科学版）自然科学版，2011，41（z2）：189-196.
[2] 孙静华，王宇，庞红杰，等.海洋平台浮托安装分析及其关键技术[J].endprint
