海洋平臺(tái)直升機(jī)甲板與主甲板共用的設(shè)計(jì)方案及其適用條件

段艷麗，辛?xí)暂x，葉永坤，于志強(qiáng)，毛建斌

（海洋石油工程股份有限公司 天津 300451）

1 兩類海洋平臺(tái)甲板布置方案

海洋平臺(tái)通常遠(yuǎn)離陸上基地，需專用工具往返于平臺(tái)與基地間、平臺(tái)與平臺(tái)間，運(yùn)送人員、補(bǔ)充給養(yǎng)和設(shè)備等。早期主要采用供給船完成，存在運(yùn)行速度慢，在惡劣天氣與海況下不能航行等缺點(diǎn)，故現(xiàn)代海洋平臺(tái)大多采用直升機(jī)完成。直升機(jī)具有占地小、起降靈活等特點(diǎn)，對(duì)于有人駐守的平臺(tái)，通常將直升機(jī)甲板布置于生活樓頂部，見圖1。隨著平臺(tái)功能的 擴(kuò)充，現(xiàn)在大多無(wú)人駐守平臺(tái)已設(shè)有直升機(jī)甲板， 見圖2。

圖1 有人駐守平臺(tái)Fig.1 Manned platform

圖2 無(wú)人駐守平臺(tái)Fig.2 Unmanned platform

鑒于海洋平臺(tái)設(shè)備設(shè)施較多，從科研、基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、建造、安裝調(diào)試到最終投產(chǎn)，運(yùn)行周期長(zhǎng)，且平臺(tái)整體造價(jià)高。為控制預(yù)算成本，要求充分利用有限空間完成總體布置，故總體布置經(jīng)濟(jì)安全適用顯得尤為重要。直升機(jī)停機(jī)坪的大小取決于平臺(tái)設(shè)備布置、平臺(tái)的方位以及障礙物的間隙[1]。由于無(wú)人駐守平臺(tái)直升機(jī)起降頻次相對(duì)于有人平臺(tái)要少很多，在這種情況下，為直升機(jī)起降單獨(dú)設(shè)置一層直升機(jī)甲板就顯得不經(jīng)濟(jì)。隨著國(guó)內(nèi)外海洋平臺(tái)逐漸向更經(jīng)濟(jì)適用方向發(fā)展，如何高效利用平臺(tái)面積滿足作業(yè)方所需顯得尤為重要。

2 傳統(tǒng)鋼制直升機(jī)甲板

目前國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)鋼制直升機(jī)甲板通常單獨(dú)設(shè)置一層直升機(jī)甲板，專供直升機(jī)起降使用[2]。直升機(jī)甲板在平臺(tái)上的布置需要綜合考慮諸多因素，例如：安全性、人員運(yùn)動(dòng)合理性、經(jīng)濟(jì)性等，其中安全性是尤為重要的[3]。

2.1 有人駐守平臺(tái)

通常將固定式導(dǎo)管架平臺(tái)直升機(jī)甲板布置于生活樓頂部，見圖3，與生活樓甲板有一定的間隙，直升機(jī)甲板下方設(shè)置少量空間桁架結(jié)構(gòu)作為支撐結(jié)構(gòu)。

圖3 位于生活樓上的直升機(jī)甲板Fig.3 Helideck on living quarter

2.2 無(wú)人駐守平臺(tái)

通常無(wú)人駐守平臺(tái)的固定式導(dǎo)管架平臺(tái)直升機(jī)甲板布置于頂甲板一側(cè)，與頂甲板有一定的間隙，直升機(jī)甲板下方設(shè)置有少量空間桁架結(jié)構(gòu)作為支撐，見圖4。

圖4 無(wú)人駐守平臺(tái)上的直升機(jī)甲板Fig.4 Helideck on unmanned platform

3 新型共用直升機(jī)甲板

在滿足平臺(tái)各項(xiàng)作業(yè)和安全要求的前提下，無(wú)人駐守平臺(tái)可將直升機(jī)甲板與平臺(tái)主甲板（頂甲板）布置為共用模式，見圖5、圖6。由于這種布置方案會(huì)大幅減小平臺(tái)使用面積及結(jié)構(gòu)鋼材用量，經(jīng)濟(jì)性好，已開始在國(guó)內(nèi)外無(wú)人駐守平臺(tái)上使用。

圖5 直升機(jī)甲板與主甲板共用布置平面圖Fig.5 Layout plan of sharing helideck and main deck

圖6 直升機(jī)甲板與主甲板共用布置立面圖Fig.6 Layout elevation of sharing helideck and main deck

使用條件：該平臺(tái)為井口平臺(tái)，當(dāng)鉆井船在井口區(qū)鉆井作業(yè)時(shí)，直升機(jī)無(wú)法起降，人員物資可由鉆井船提供；當(dāng)鉆井船完成作業(yè)離開后，直升機(jī)可安全起降。由于該平臺(tái)為無(wú)人井口平臺(tái)，人員往來(lái)不如有人駐守平臺(tái)頻繁。直升機(jī)起降頻次少，該共用設(shè)計(jì)方式既滿足平臺(tái)操作使用要求，又能起降直升機(jī)。

4 設(shè)計(jì)方案比較

新型直升機(jī)甲板與主甲板共用設(shè)計(jì)方案與傳統(tǒng)獨(dú)立設(shè)計(jì)的直升機(jī)甲板布置方案相比，各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體參見表1。

表1 方案優(yōu)缺點(diǎn)比較Tab.1 Comparison of advantages and disadvantages of scheme

經(jīng)過綜合比較，直升機(jī)甲板共用比獨(dú)立設(shè)計(jì)方案節(jié)省甲板面積以及鋼材用量，且建造焊接工期短，綜合費(fèi)用低，更經(jīng)濟(jì)適用，但直升機(jī)起降需避開主（頂）甲板井口區(qū)作業(yè)工況，更適合用于無(wú)人駐守的井口平臺(tái)，可根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際需求進(jìn)行方案選擇。

總體布置方案優(yōu)化設(shè)計(jì)是控制平臺(tái)重量、降低建造成本、縮短建造工期的有效方法。直升機(jī)甲板與主甲板共用設(shè)計(jì)方案，現(xiàn)階段僅適用于需設(shè)置直升機(jī)甲板的無(wú)人駐守井口平臺(tái)，雖有局限性，且受平臺(tái)主（頂）甲板井口區(qū)作業(yè)影響，但在滿足平臺(tái)公用的前提下，建議采用主（頂）甲板與直升機(jī)甲板的共用設(shè)計(jì)方案，以適應(yīng)海洋平臺(tái)向更加經(jīng)濟(jì)適用的方向發(fā)展。