专利名称：海上石油独腿导管架式平台的安装工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及海上石油平台安装方法，尤其涉及一种海上石油独腿导管架式平台的 安装工艺。
背景技术：
浅水海上石油平台最常见的形式是导管架式平台。现有浅水导管架包括4腿、6腿 或8腿等结构形式。导管架式平台一般采用陆地整体建造、海上整体吊装的方式建设。现 有导管架式平台的缺点是，钢材消耗量较大；海上安装时需要大型浮吊船舶和运输驳船，成 本较高。根据海上石油工程发展的需要，同时为了节省油田的开发成本，近年来本行业的 从业人员又不断开发设计了 3腿和独腿等结构形式的浅水导管架式石油平台。如图1所示，现有海上石油独腿导管架式平台的结构，包括下部结构、上部结构1、 靠船平台；该上部结构安装包括平台、走道及栏杆(图中未示)，下部结构包括插入水下的 主桩2和斜桩3，套设在主桩2上和斜桩3上的导向套筒4，上部结构1位于水上且通过桩 腿11接设在主桩2上，导向套筒4是由一个主套筒41、两个辅助套筒42以及三个支撑管43 构成的三角形架体，主套筒41与两个辅助套筒42之间分别通过一个支撑管43连接固定， 两个辅助套筒42之间通过一个支撑管43连接固定，主套筒41为垂直状，三个支撑管43为 水平状，两个辅助套筒42为倾斜状，辅助套筒42与呈水平状支撑管43之间的倾斜角度为 15度士5度；主套筒41套设在主桩2上，该主桩2和导向套筒4通过皇冠板7焊接固定， 辅助套筒42套设在斜桩3上，该斜桩3和导向套筒4通过间隙板焊接固定。海上石油独腿导管架式平台(Monopod)的设计、建造和安装，消耗钢材仅为600吨 左右，是普通导管架式平台消耗钢材的40%左右，安装使用的浮吊船吊重能力为350吨，运 输使用驳船载重量为5000吨级，相对普通导管架式平台的安装和运输而言，对浮吊船舶和 运输驳船的要求均大大降低，不但可以节省钢材使用量，更重要的是降低了海上安装阶段 对运输驳船和大型浮吊船的使用要求，可以降低边际油田开发的设备成本。但是，目前独腿 导管架式平台在海上安装工程中，由于环境恶劣、情况复杂，导致安装风险巨大，因此需要 设计科学合理的安装工艺。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种海上石油独腿 导管架式平台的安装工艺，其工艺路线设计科学合理，可以提高工作效率、降低安装风险， 节省平台建造钢材，减少装船、安装和运输成本，并且能够增强平台使用的安全性和可靠 性，全面有效降低边际油田开发成本，同时为健康安全和环保(HSE)施工环境提供必要保 证，符合可持续发展战略要求。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。本发明海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，包括主作业船就位、驳船就位、导管架式平台下部结构施工作业、上部结构安装、靠船平台安装、水下阳极安装、隔水套管卡 子安装和平台清洗验收；该上部结构安装包括平台、走道及栏杆的安装、喷砂和补漆；其特 征在于，该下部结构施工作业依序包括步骤主桩施工作业步骤、导向套筒安装步骤、皇冠 板安装步骤、斜桩施工作业步骤以及间隙板安装步骤。前述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其中主桩施工作业步骤包括 主桩垂直度的粗调和插桩、主桩垂直度的精调和打桩以及接桩；该主桩垂直度的粗调和 插桩、主桩垂直度的精调和打桩是通过安装在主作业船上的卷扬机、夹桩框架(Caisson installation aids)和液压锚机作业完成；该主桩垂直度的粗调和插桩时，先在主桩上标 记真北和平台向北的位置，然后由卷扬机钢缆拉住主桩，使主桩由驳船上翻身吊起后，先放 低钢缆钩头使主桩下部10士0. 5米的长度进入海水中，接着将主桩由夹桩框架外侧绕进夹 桩框架内部后关闭销轴，然后下放钢缆钩头，使主桩在重力作用下自由入泥10士0.5米，入 泥过程中用电子垂直尺随时测量主桩垂直度；该主桩垂直度的精调和打桩时，设定打桩锤 能量和打击频率，并随时测量主桩垂直度，随时进行调平作业，使主桩垂直度的误差小于 0. 1度；该接桩步骤是将主桩与上部结构对接，主桩与上部结构对接焊缝为错开式，错开角 度为40度至90度。前述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其中夹桩框架包括钢制的两个侧 翼，两个侧翼的对应一端通过能够自如打开和关闭的销轴连接，两个侧翼相对应的另一端 焊接固定在作业船甲板上。前述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其中主桩垂直度的粗调步骤是当 主桩垂直度偏离设计标准时进行粗调，偏离范围为大于主桩垂直度2度以上；粗调方式是 当主桩向船艏一侧倾斜时，拉紧主作业船船艉锚缆，使该船艉锚缆受力拉紧，同时将船艏锚 缆略为放松，使船舶向船艉方向有微量位移，让安装在主作业船甲板的夹桩框架向船艉方 向移动并抵在主桩上，对主桩施加一个指向船艉方向的力，在该指向船艉方向力作用下，使 主桩减小向船艏一侧的倾斜；当主桩向船艉一侧倾斜时，拉紧主作业船船艏锚缆，使该船艉 艏锚缆受力拉紧，同时将船艉锚缆略为放松，使船舶向船艏方向有微量位移，让安装在主作 业船甲板的夹桩框架向船艏方向移动并抵在主桩上，对主桩施加一个指向船艏方向的力， 在该指向船艏方向力作用下，使主桩减小向船艉一侧的倾斜；当主桩向船舶左舷一侧倾斜 时，拉紧主作业船右舷锚缆，使该右舷锚缆受力拉紧，同时将左舷锚缆略为放松，使船舶向 右舷方向有微量位移，让安装在主作业船甲板的夹桩框架向船舶的右舷方向移动并抵在主 桩上，对主桩施加一个指向船舶右舷方向的力，在该指向右舷方向力作用下，使主桩减小向 船舶左舷一侧的倾斜；当主桩向船舶右舷一侧倾斜时，拉紧主作业船左舷锚缆，使该左舷锚 缆受力拉紧，同时将右舷锚缆略为放松，使船舶向左舷方向有微量位移，让安装在主作业船 甲板的夹桩框架向船舶左舷方向移动并抵在主桩上，对主桩施加一个指向船舶左舷方向的 力，在该指向左舷方向力作用下，使主桩减小向船舶右舷一侧的倾斜；所述主桩垂直度的 精调步骤是，在主桩垂直度经过粗调后，若主桩仍向船艏一侧倾斜，拉紧置船艉处卷扬机钢 缆，使卷扬机钢缆受力拉紧，同时略为放松船艏处卷扬机钢缆，让船艉处和船艏处的卷扬机 钢缆合力指向船艉，在该合力作用下主桩向船艏一侧倾斜的程度进一步减小，直至到达设 计要求；在主桩垂直度经过粗调后，若主桩仍向船艉一侧倾斜，拉紧置船艏处卷扬机钢缆， 使卷扬机钢缆受力拉紧，同时略为放松船艉处卷扬机钢缆，让船艉处和船艏处的卷扬机钢缆合力指向船艏，在该合力作用下主桩向船艉一侧倾斜的程度能够进一步减小，直至到达 设计要求。前述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其中导向套筒安装步骤包括导向 套筒的翻身吊装和就位安装；导向套筒(Guardian sleeve)在翻身起吊前，先在导向套筒 上搭设作为在主桩上就位后施工人员施工平台的脚手架并在导向套筒的主套筒一端沿圆 周方向的筒壁焊接数块导向板，搭设脚手架时设定脚手架的标高为脚手架跳板高于涨潮时 水面飞溅区的高度，设定脚手架尺寸为2至3米X 2至3米；脚手架搭设在导向套筒最高潮 位1. 0士0. 2米以上处；然后在导向套筒标记上真北位置和平台向北的位置，并根据脚手架 的标高确定导向套筒套在主桩上就位的最终标高，在该最终标高位置焊接多块垫板(Seat plate)；最后通过主作业船上的浮吊将导向套筒翻身吊装并使主套筒套设在主桩上并在垫 板上就位。前述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其中皇冠板安装步骤是将皇冠板 安装在主桩和导向套筒主套筒间隙的上部，然后进行焊接，使主桩和导向套筒的主套筒固 定；该皇冠板的安装顺序为沿着主桩侧壁圆周方向的0点、6点、2点、8点、4点和10点位 置，安装皇冠板后加强导向套筒主套筒与主桩2的固定效果。前述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其中斜桩施工作业步骤包括斜桩 的插桩、打桩与接桩焊接步骤；该斜桩的插桩步骤是由主作业船吊机吊起斜桩，同时启动主 作业船甲板上的卷扬机，在吊机与卷扬机的相互配合下，控制斜桩斜度与导向套筒的辅助 套筒斜度一致的状态下将斜桩穿过辅助套筒后插入泥中10士0.5米，完成斜桩插桩作业; 斜桩插桩作业后进行打桩作业步骤，该打桩设定打桩锤能量为35 士 5KJ，打击频率为每1至 3秒内打击1至3次，打桩锤吊起斜度与斜桩斜度相应；该接桩作业步骤是通过安装在主作 业船上的卷扬机将下一节斜桩拉住使下一节斜桩的插尖出入前一节斜桩的顶部；斜桩作业 完成后，将斜桩与间隙板进行焊接。前述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其中间隙板安装步骤是将间隙板 安装在斜桩和导向套筒辅助套筒间隙的上部，然后将间隙板焊接在斜桩上；该间隙板的安 装顺序为沿着斜桩侧壁圆周方向的0点、6点、2点、8点、4点和10点位置，间隙板全部组对 安装完毕后，使斜桩与导向套筒的辅助套筒固定。前述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其中导向板为6块，该导向板分 别均布焊接在导向套筒的主套筒和辅助套筒一端筒壁上，导向板的高度为0. 5士0. 5米。本发明海上石油独腿导管架式平台的安装工艺的有益效果，可以节省大量的用于 平台建造的钢材；装船时能够采用小型浮吊和小型绞车，避免使用大型浮吊和重型绞车，大 大降低装船成本；运输时，同样可以采用小吨位驳船和小马力拖轮，有效降低运输成本；安 装时，采用小型浮吊船，避免使用大型浮吊船，使安装成本降低；安装工艺路线设计科学合 理，可以提高工作效率、降低安装风险，且能够增强平台使用的安全性和可靠性，全面有效 降低边际油田开发成本，同时为健康安全和环保(HSE)施工环境提供必要保证，符合可持 续发展战略要求。
图1为海上石油独腿导管架式平台的立体结构示意图。
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图2为本发明海上石油独腿导管架式平台主桩、导向套筒以及斜桩安装结构示意 图。图3为本发明海上石油独腿导管架式平台下部结构安装结构示意图。图4为本发明夹桩框架结构示意图。图中主要标号说明1上部结构、11上部结构桩腿、2主桩、3斜桩、4导向套筒、41 主套筒、42辅助套筒、43支撑管、5导向板、6间隙板、7皇冠板、8夹桩框架、81夹桩框架两 翼、82夹桩框架销轴、9主作业船甲板，10靠船平台。
具体实施例方式如图1至4所示，本发明海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，包括主作业船就 位、驳船就位、导管架式平台下部结构施工作业、上部结构1安装、靠船平台10安装、水下 阳极安装、隔水套管卡子安装和平台清洗验收；该上部结构安装包括平台、走道及栏杆的安 装、喷砂和补漆；其特征在于，该下部结构施工作业依序包括步骤主桩2施工作业步骤、导 向套筒4安装步骤、皇冠板7安装步骤、斜桩3施工作业步骤以及间隙板6安装步骤。如图1至4所示，本发明海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其中，主桩2施 工作业步骤包括主桩垂直度的粗调和插桩、主桩垂直度的精调和打桩以及接桩；该主桩2 垂直度的粗调和插桩、主桩2垂直度的精调和打桩是通过安装在主作业船上的卷扬机、夹 桩框架8 (Caisson installation aids)和液压锚机作业完成；该主桩2垂直度的粗调和插 桩时，先在主桩上标记真北和平台向北的位置，然后由卷扬机钢缆拉住主桩，使主桩由驳船 上翻身吊起后，先放低钢缆钩头使主桩2下部10士0. 5米的长度进入海水中，接着将主桩2 由夹桩框架8外侧绕进夹桩框架内部后关闭销轴82，然后下放钢缆钩头，使主桩2在重力 作用下自由入泥10士0. 5米，入泥过程中用电子垂直尺随时测量主桩垂直度；该主桩2垂直 度的精调和打桩时，设定打桩锤能量和打击频率，并随时测量主桩垂直度，随时进行调平作 业，使主桩2垂直度的误差小于0. 1度；该接桩步骤是将主桩2与上部结构1对接，主桩2 与上部结构1桩腿11对接焊缝为错开式，错开角度为40度至90度；夹桩框架8包括钢制 的两个侧翼81，两个侧翼81的对应一端通过能够自如打开和关闭的销轴82连接，两个侧 翼81相对应的另一端焊接固定在作业船甲板9上；主桩2垂直度的粗调步骤是当主桩2垂 直度偏离设计标准时进行粗调，偏离范围为大于主桩垂直度2度以上；粗调方式是当主桩 向船艏一侧倾斜时，拉紧主作业船船艉锚缆，使该船艉锚缆受力拉紧，同时将船艏锚缆略为 放松，使船舶向船艉方向有微量位移，让安装在主作业船甲板9的夹桩框架8向船艉方向移 动并抵在主桩2上，对主桩2施加一个指向船艉方向的力，在该指向船艉方向力作用下，使 主桩2减小向船艏一侧的倾斜；当主桩2向船艉一侧倾斜时，拉紧主作业船船艏锚缆，使该 船艉艏锚缆受力拉紧，同时将船艉锚缆略为放松，使船舶向船艏方向有微量位移，让安装在 主作业船甲板9的夹桩框架8向船艏方向移动并抵在主桩2上，对主桩2施加一个指向船 艏方向的力，在该指向船艏方向力作用下，使主桩2减小向船艉一侧的倾斜；当主桩2向船 舶左舷一侧倾斜时，拉紧主作业船右舷锚缆，使该右舷锚缆受力拉紧，同时将左舷锚缆略为 放松，使船舶向右舷方向有微量位移，让安装在主作业船甲板9的夹桩框架8向船舶的右舷 方向移动并抵在主桩2上，对主桩2施加一个指向船舶右舷方向的力，在该指向右舷方向力 作用下，使主桩2减小向船舶左舷一侧的倾斜；当主桩2向船舶右舷一侧倾斜时，拉紧主作业船左舷锚缆，使该左舷锚缆受力拉紧，同时将右舷锚缆略为放松，使船舶向左舷方向有微 量位移，让安装在主作业船甲板9的夹桩框架8向船舶左舷方向移动并抵在主桩2上，对主 桩2施加一个指向船舶左舷方向的力，在该指向左舷方向力作用下，使主桩2减小向船舶右 舷一侧的倾斜；所述主桩2垂直度的精调步骤是，在主桩2垂直度经过粗调后，若主桩仍向 船艏一侧倾斜，拉紧置船艉处卷扬机钢缆，使卷扬机钢缆受力拉紧，同时略为放松船艏处卷 扬机钢缆，让船艉处和船艏处的卷扬机钢缆合力指向船艉，在该合力作用下主桩向船艏一 侧倾斜的程度进一步减小，直至到达设计要求；在主桩垂直度经过粗调后，若主桩仍向船艉 一侧倾斜，拉紧置船艏处卷扬机钢缆，使卷扬机钢缆受力拉紧，同时略为放松船艉处卷扬机 钢缆，让船艉处和船艏处的卷扬机钢缆合力指向船艏，在该合力作用下主桩向船艉一侧倾 斜的程度能够进一步减小，直至到达设计要求；导向套筒4安装步骤包括导向套筒4的翻身 吊装和就位安装；导向套筒(Guardian sleeve)在翻身起吊前，先在导向套筒4上搭设作为 在主桩2上就位后施工人员施工平台的脚手架并在导向套筒4的主套筒41 一端沿圆周方 向的筒壁焊接数块导向板5，搭设脚手架时设定脚手架的标高为脚手架跳板高于涨潮时水 面飞溅区的高度，设定脚手架尺寸为2至3米X 2至3米；脚手架搭设在导向套筒最高潮位 1. 0士0. 2米以上处；然后在导向套筒4标记上真北位置和平台向北的位置，并根据脚手架 的标高确定导向套筒套在主桩上就位的最终标高，在该最终标高位置焊接多块垫板(Seat plate)，本实施例是焊接4块垫板(图中未示)；最后通过主作业船上的浮吊将导向套筒翻 身吊装并使主套筒41套设在主桩上并在垫板上就位皇冠板7安装步骤是将皇冠板7安装 在主桩2和导向套筒4间隙的上部，然后进行焊接，使主桩2和导向套筒4固定；该皇冠板 7的安装顺序为沿着主桩2侧壁圆周方向的0点、6点、2点、8点、4点和10点位置，安装皇 冠板7后加强导向套筒主套筒41与主桩2的固定效果；斜桩3施工作业步骤包括斜桩的插 桩、打桩与接桩焊接步骤；该斜桩3的插桩步骤是由主作业船吊机吊起斜桩，同时启动主作 业船甲板上的卷扬机(图中未示)，在吊机与卷扬机的相互配合下，控制斜桩斜度与导向套 筒的辅助套筒斜度一致的状态下将斜桩穿过辅助套筒后插入泥中10士0.5米，完成斜桩插 桩作业；斜桩3插桩作业后进行打桩作业步骤，该打桩设定打桩锤能量为35 士 5KJ，打击频 率为每1至3秒内打击1至3次，打桩锤吊起斜度与斜桩斜度相应；该接桩作业步骤是通过 安装在主作业船上的卷扬机将下一节斜桩拉住使下一节斜桩的插尖出入前一节斜桩的顶 部；斜桩作业完成后，将斜桩与间隙板6进行焊接；该间隙板6安装步骤是将间隙板6安装 在斜桩3和导向套筒的辅助套筒42间隙的上部，然后将间隙板6焊接在斜桩3上；该间隙 板6的安装顺序为沿着斜桩侧壁圆周方向的0点、6点、2点、8点、4点和10点位置，间隙板 6全部组对安装完毕后，使斜桩2与导向套筒的辅助套筒42固定；所述导向板5为6块，该 导向板5分别均布焊接在导向套筒的主套筒41和辅助套筒42 —端筒壁上，导向板5的高 度为0.5士0.5米。实施例(参阅图2至图4所示)独腿平台(Zelda-F Monopod)的海上安装主要包括以下步骤(1)主作业船就位 和现场海底地貌的调查；(2)驳船靠主作业船就位；(3)主桩2施工作业；(4)导向套筒4 安装(5)安装皇冠板7 ； (6)斜桩3施工作业；(7)间隙板6安装；⑶靠船平台10安装 (9)水下阳极及隔水套管卡子的安装；(10)上部结构1的吊装；(11)走道板栏杆等附件的 安装、喷砂、补漆；(12)平台清洗验收；(14)返航。
在主作业船上安装操作性好的液压锚机并作好相应锚机拉力试验、安装卷扬机以 及夹桩框架(Caisson installation aids)；该夹桩框架包括钢制的两个侧翼81，两个侧翼 81的对应一端通过能够自如打开和关闭的销轴82连接，两个侧翼81相对应的另一端焊接 固定在主作业船甲板9，如图4所示。主桩2的插桩插桩前将夹桩框架8两个侧翼的连接销轴82打开，主桩2由驳船 上翻身吊起后，放低钩头使主桩2下部约10米左右入水，提高主桩2在就位时的稳定性；主 桩2由外侧绕进夹桩框架8，然后关闭销轴82 ；下放钩头，主桩2在自身重力作用下自由入 泥10余米，入泥过程用电子垂直尺随时测量主桩2的垂直度。主桩2的打桩与垂直度调整打桩锤吊起待稳定后套主桩2，打桩过程中随时测量 主桩垂直度，主桩2出现偏斜时(设计要求主桩垂直度偏差士 1度，Zelda-F最后完工主桩 垂直度误差为0. 1度)，启动主作业船的液压锚机，通过微调船位使夹桩框架水平推动或拉 动主桩，实现主桩垂直度的粗调，同时启动卷扬机，再次精调并保持主桩垂直度，最后一节 主桩打到入泥深度后，及时测量桩中土壤的躬起和水面的高程，并确定桩基承载力。主桩的接桩平台上部结构直接焊接于最上部的主桩上，接桩时使最上一根主桩 与上部结构1的桩腿11对接时焊缝错开90度。导向套筒4的翻身吊装和就位安装导向套筒4 (Guardian sleeve)是平躺在一 个歇架上进行陆地建造和海上运输，海上浮吊船将导向套筒翻身再进行吊装就位。在翻身 起吊前，导向套筒上先搭设脚手架，导向套筒吊装前标记真北、平台北的位置，并根据水深 和标高的测量结果，判定导向套筒套上主桩就位的最终标高，在设计位置焊接上4块垫板 (Seat plate)，使导向套筒4的主套筒41套设在主桩2上并在垫板(图中未示)上临时就 位。皇冠板7的安装将皇冠板7安装在主桩和导向套筒间隙上部，然后将皇冠板焊接 在主桩2上，皇冠板7的安装顺序为沿着主桩2圆周方向的0点、6点、2点、8点、4点和10 点位置，皇冠板7全部组对安装完毕后，使导向套筒4固定并达到对中垂直。斜桩的插桩和打桩两套斜桩3通过卷扬机使斜桩达到约14度的倾斜状态，与导向套筒4的辅助套筒 42的倾斜角度一致，同时分别在导向套筒4的主套筒41和辅助套筒42 —端筒壁上均布焊 接6块导向板(Guide plate)，以辅助斜桩3的就位。斜桩插桩作业后进行打桩作业，该打桩设定打桩锤能量为35 士 5KJ，打击频率为每 1秒内打击2次，打桩锤吊起斜度控制在14度，与斜桩斜度相应；接桩作业是通过安装在主 作业船上的卷扬机将后一节斜桩拉住使后一节斜桩的插尖出入前一节斜桩的顶部，然后在 对接部进行焊接；斜桩作业完成后，在斜桩3与导向套筒的辅助套筒42间隙部安装间隙板 6，该间隙板6的安装顺序为沿着斜桩侧壁圆周方向的0点、6点、2点、8点、4点和10点位 置，间隙板全部组对安装完毕后进行焊接，使斜桩3与导向套筒的辅助套筒42固定。附件及上部结构安装附件安装包括靠船平台(Boat landing) 10、水下阳极卡子 (Anode clamp)、隔水套管卡子(Conductor clamp)、梯道(Stair)的安装，均为现有技术，故 不再进行详细赘述；本实施例中为进行说明的内容为现有技术，也不进行赘述。本发明海上石油独腿导管架式平台安装时，与水深为24米的普通导管架式平台 安装工艺进行对比，钢材节省约1000吨，主作业船由1700吨浮吊减小到400吨浮吊，运输驳船由10000吨驳船减小到5000吨驳船，大大降低装船成本、运输成本和安装成本；安装 工艺路线设计科学合理，可以提高工作效率，由于安装工具和安装部件减小，减少了大型作 业，因此可以降低安装风险；另外夹桩框架的设计与应用，也降低了主桩安装斜度超标的风 险，甲板绞车的使用降低了主桩垂直度的精调困难的风险，垫板的设计与应用降低了导向 套筒标高误差的风险；因此，本发明海上石油独腿导管架式平台安装工艺可以全面有效降 低边际油田开发成本，同时为健康安全和环保(HSE)施工环境提供必要保证，符合可持续 发展战略要求。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡 是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于 本发明技术方案的范围内。
权利要求
一种海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，包括主作业船就位、驳船就位、导管架式平台下部结构施工作业、上部结构安装、靠船平台安装、水下阳极安装、隔水套管卡子安装和平台清洗验收；该上部结构安装包括平台、走道及栏杆的安装、喷砂和补漆；其特征在于，该下部结构施工作业依序包括步骤主桩施工作业步骤、导向套筒安装步骤、皇冠板安装步骤、斜桩施工作业步骤以及间隙板安装步骤。
2.根据权利要求1所述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其特征在于，所述 主桩施工作业步骤包括主桩垂直度的粗调和插桩、主桩垂直度的精调和打桩以及接桩；该主桩垂直度的粗调和插桩、主桩垂直度的精调和打桩是通过安装在主作业船上的卷 扬机、夹桩框架和液压锚机作业完成；该主桩垂直度的粗调和插桩时，先在主桩上标记真北 和平台向北的位置，然后由卷扬机钢缆拉住主桩，使主桩由驳船上翻身吊起后，先放低钢缆 钩头使主桩下部10士0.5米的长度进入海水中，接着将主桩由夹桩框架外侧绕进夹桩框架 内部后关闭销轴，然后下放钢缆钩头，使主桩在重力作用下自由入泥10士0.5米，入泥过程 中用电子垂直尺随时测量主桩垂直度； 该主桩垂直度的精调和打桩时，设定打桩锤能量和打击频率，并随时测量主桩垂直度， 随时进行调平作业，使主桩垂直度的误差小于0. 1度；该接桩步骤是将主桩与上部结构对接，主桩与上部结构对接焊缝为错开式，错开角度 为40度至90度。
3.根据权利要求2所述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其特征在于，所述 夹桩框架包括钢制的两个侧翼，两个侧翼对应一端通过能自如打开和关闭的销轴连接，两 个侧翼相对应的另一端焊接固定在作业船甲板上。
4.根据权利要求2所述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其特征在于，所述 主桩垂直度的粗调步骤是当主桩垂直度偏离设计标准时进行粗调，偏离范围为大于主桩垂 直度2度以上；粗调方式是当主桩向船艏一侧倾斜时，拉紧主作业船船艉锚缆，使该船艉锚缆受力拉 紧，同时将船艏锚缆略为放松，使船舶向船艉方向有微量位移，让安装在主作业船甲板的夹 桩框架向船艉方向移动并抵在主桩上，对主桩施加一个指向船艉方向的力，在该指向船艉 方向力作用下，使主桩减小向船艏一侧的倾斜；当主桩向船艉一侧倾斜时，拉紧主作业船船艏锚缆，使该船艉艏锚缆受力拉紧，同时将 船艉锚缆略为放松，使船舶向船艏方向有微量位移，让安装在主作业船甲板的夹桩框架向 船艏方向移动并抵在主桩上，对主桩施加一个指向船艏方向的力，在该指向船艏方向力作 用下，使主桩减小向船艉一侧的倾斜；当主桩向船舶左舷一侧倾斜时，拉紧主作业船右舷锚缆，使该右舷锚缆受力拉紧，同时 将左舷锚缆略为放松，使船舶向右舷方向有微量位移，让安装在主作业船甲板的夹桩框架 向船舶的右舷方向移动并抵在主桩上，对主桩施加一个指向船舶右舷方向的力，在该指向 右舷方向力作用下，使主桩减小向船舶左舷一侧的倾斜；当主桩向船舶右舷一侧倾斜时，拉紧主作业船左舷锚缆，使该左舷锚缆受力拉紧，同时 将右舷锚缆略为放松，使船舶向左舷方向有微量位移，让安装在主作业船甲板的夹桩框架 向船舶左舷方向移动并抵在主桩上，对主桩施加一个指向船舶左舷方向的力，在该指向左 舷方向力作用下，使主桩减小向船舶右舷一侧的倾斜；所述主桩垂直度的精调步骤是，在主桩垂直度经过粗调后，若主桩仍向船艏一侧倾斜， 拉紧置船艉处卷扬机钢缆，使卷扬机钢缆受力拉紧，同时略为放松船艏处卷扬机钢缆，让船 艉处和船艏处的卷扬机钢缆合力指向船艉，在该合力作用下主桩向船艏一侧倾斜的程度进 一步减小，直至到达设计要求；在主桩垂直度经过粗调后，若主桩仍向船艉一侧倾斜，拉紧 置船艏处卷扬机钢缆，使卷扬机钢缆受力拉紧，同时略为放松船艉处卷扬机钢缆，让船艉处 和船艏处的卷扬机钢缆合力指向船艏，在该合力作用下主桩向船艉一侧倾斜的程度能够进 一步减小，直至到达设计要求。
5.根据权利要求1所述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其特征在于，所述 导向套筒安装步骤包括导向套筒的翻身吊装和就位安装；导向套筒在翻身起吊前，先在导 向套筒上搭设作为在主桩上就位后施工人员施工平台的脚手架并在导向套筒的主套筒一 端沿圆周方向的筒壁焊接数块导向板，搭设脚手架时设定脚手架的标高为脚手架跳板高于 涨潮时水面飞溅区的高度，设定脚手架尺寸为2至3米X2至3米；脚手架搭设在导向套 筒最高潮位1. O士0. 2米以上处；然后在导向套筒标记上真北位置和平台向北的位置，并根 据脚手架的标高确定导向套筒套在主桩上就位的最终标高，在该最终标高位置焊接多块垫 板；最后通过主作业船上的浮吊将导向套筒翻身吊装并使主套筒套设在主桩上并在垫板上 就位。
6.根据权利要求1所述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其特征在于，所述 皇冠板安装步骤是将皇冠板安装在主桩和导向套筒主套筒间隙的上部，然后进行焊接，使 主桩和导向套筒的主套筒固定；该皇冠板的安装顺序为沿着主桩侧壁圆周方向的0点、6 点、2点、8点、4点和10点位置。
7.根据权利要求1所述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其特征在于，所 述斜桩施工作业步骤包括斜桩的插桩、打桩与接桩焊接步骤；该斜桩的插桩步骤是由主作 业船吊机吊起斜桩，同时启动主作业船甲板上的卷扬机，在吊机与卷扬机的相互配合下， 控制斜桩斜度与导向套筒的辅助套筒斜度一致的状态下将斜桩穿过辅助套筒后插入泥中 10 士0. 5米，完成斜桩插桩作业；斜桩插桩作业后进行打桩作业步骤，该打桩设定打桩锤能 量为35士5KJ，打击频率为每1至3秒内打击1至3次，打桩锤吊起斜度与斜桩斜度相应； 该接桩作业步骤是通过安装在主作业船上的卷扬机将下一节斜桩拉住使下一节斜桩的插 尖出入前一节斜桩的顶部；斜桩作业完成后，将斜桩与间隙板进行焊接。
8.根据权利要求1所述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其特征在于，所述 间隙板安装步骤是将间隙板安装在斜桩和导向套筒的辅助套筒间隙的上部，然后将间隙板 焊接在斜桩上；该间隙板的安装顺序为沿着斜桩侧壁圆周方向的0点、6点、2点、8点、4点 和10点位置，间隙板全部组对安装完毕后，使斜桩与导向套筒的辅助套筒固定。
9.根据权利要求5所述的海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，其特征在于，所述 导向板为6块，该导向板分别均布焊接在导向套筒的主套筒和辅助套筒一端筒壁上，导向 板的高度为0.5士0.5米。
全文摘要
本发明提供一种海上石油独腿导管架式平台的安装工艺，包括主作业船就位、驳船就位、导管架式平台下部结构施工作业、上部结构安装、靠船平台安装、水下阳极安装、隔水套管卡子安装和平台清洗验收；该上部结构安装包括平台、走道及栏杆的安装、喷砂和补漆；其改进之处在于，该下部结构施工作业依序包括步骤主桩施工作业步骤、导向套筒安装步骤、皇冠板安装步骤、斜桩施工作业步骤以及间隙板安装步骤；工艺路线设计科学合理，可提高工作效率、降低安装风险，节省平台建造钢材，减少装船、安装和运输成本，能增强平台使用的安全性和可靠性，全面有效降低边际油田开发成本，为健康安全和环保施工环境提供必要保证，符合可持续发展战略要求。
文档编号B63B35/44GK101850829SQ20091008136
公开日2010年10月6日 申请日期2009年4月3日 优先权日2009年4月3日
发明者朱绍华, 田红星, 邢厚宽 申请人:中国海洋石油总公司;海洋石油工程股份有限公司