姜廣都，李新超，孫華峰，王敏，黃海濱

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

淺水導管架的施工程序包括了前期安裝設計，碼頭裝船，海上運輸，海上安裝以及完工報告制作等，每一個步驟都對整個施工程序有著重要的影響，本文主要研究涉及海上安裝的主要難點，導管架的水平度調(diào)整。導管架的水平度的合理性關乎導管架上部結(jié)構(gòu)的安裝以及穩(wěn)定運行，對整個海洋結(jié)構(gòu)平臺的順利平穩(wěn)運營有著極為重要的影響。導管架調(diào)平主要有調(diào)平器調(diào)平和浮托提拉調(diào)平法，調(diào)平器造價高，使用環(huán)境要求較高并且施工周期較長，對工程的成本是一個比較大的負擔；而浮托提拉調(diào)平法施工程序簡單，尤其是淺水區(qū)域?qū)Ч芗艿陌惭b普遍使用的浮吊起吊下水，浮吊資源首先就已經(jīng)具備，所以本文采用了浮托提拉調(diào)平法進行調(diào)平作業(yè)，完全滿足了施工需求，安全可靠同時節(jié)約了成本。

1 導管架簡介

本文分析的導管架為渤中13-1 WHPB ，此結(jié)構(gòu)形式為四腿，有三個水平層，在海平面高度（+）5.0m處的結(jié)構(gòu)尺寸為18米×18米，每個主腿鋼樁由三節(jié)組成，導管架總重683噸。

2 施工海域概述

渤中13-1 WHPB導管架坐落于渤海灣，具體坐標如下表所示：

導管架WHPB 38北緯 東經(jīng) 平臺方向 重量（T） 水深（m）O33’02.6’’ 119O03’55.6’’ 280.69° 683 22.9

3 施工過程中出現(xiàn)的問題以及解決方案

1）導管架吊裝下水過程中出現(xiàn)的問題

渤中13-1項目采用了水下預鉆井的導管架安裝方案，在井口上部設置水下基盤，在基盤上部設置

導向樁，后期導管架的套筒與導向樁對接。此方案的可以極大縮短油田開發(fā)周期，并且也可以減少項目運行過程中所產(chǎn)生的各種成本，可以有效的達到降本增效的目的。水下基盤與導管架套筒的連接方式如右圖所示：

項目的前期準備工作以及海上航行階段都比較順利，但是在海上安裝過程中出現(xiàn)了導管架水平度超過規(guī)范要求的情況，導管架的水平度問題一直是海上安裝存在的一個比較普遍的難題，出現(xiàn)問題如下所示：

運輸駁船到達施工現(xiàn)場，傍靠起重船德瀛，待現(xiàn)場氣象環(huán)境滿足起吊要求進行導管架起吊下水作業(yè)。導管架下水就位，滿足下水就位精度之后進行首節(jié)鋼樁插打作業(yè)，在首節(jié)四根鋼樁插入導管架主腿后進行導管架水平度測量，以最低點A1為基準線，測量結(jié)果為：A2,530mm；B1,700mm；B2,1160mm；初步估計原因為導向樁與導向樁套筒間隙過小，導致導管架B2軸無法下移。

2）導管架調(diào)平方案

根據(jù)此結(jié)果，現(xiàn)場決定先進行最高點B2鋼樁的打入，再根據(jù)實際情況決定進行最低點A1鋼樁的打入后進行調(diào)平，在A1樁打完之后，測平以最低點A1為基準線，水平度結(jié)果：A2,555mm；B1,680mm；B2,1010mm

在A1鋼樁打完之后，德瀛進行調(diào)平作業(yè)。首先掛A1,A2點吊扣，掛法為A1，A2吊扣各連一個鉤頭，提升A1,A2點合力至100噸，按照50噸的量逐漸加力至450噸，測平，結(jié)果：A2,390mm；B1,380mm；B2,780mm。

由于德瀛扒桿右側(cè)受力，扒桿左右受力不均的情況下吊重不能超過400噸，不能繼續(xù)加力，重新掛扣，將B2處卡環(huán)與吊扣拆下進行掛扣。此次掛法為A1,A2吊扣連卡環(huán)，B2處吊扣雙用連卡環(huán)，兩頭各掛一鉤頭，吊重升至至500噸，測平，結(jié)果：A2,455mm；B1,325mm；B2,735mm，繼續(xù)保持500噸2小時，各點高度基本沒有變化，進行焊接筋板固定鋼樁與導管架。

由于調(diào)平結(jié)果無法滿足施工要求，經(jīng)過分析研究，此問題的主要原因應該就是導管架套筒與水下基盤的導向樁干涉引起。鑒于導管架已經(jīng)就位，導管架的套筒的工作使命已經(jīng)完成，決定切割B2點的套筒，導管架低側(cè)掛調(diào)平扣，通過扒桿將導管架的低側(cè)向上拉，使導管架達到安裝允許誤差范圍內(nèi)后，在鋼樁和樁腿之間焊接筋板，導管架和鋼樁固定完成，摘下調(diào)平扣。后續(xù)進行組對焊接皇冠板，灌漿作業(yè)以及噴砂作業(yè)等。

導管架通過調(diào)平后的水平度

注： 根據(jù)技術規(guī)格書的要求，此導管架水平度允許最大誤差范圍為對應兩樁腿間跨距的5‰ (mm)，即ROW1與ROW2間水平最大誤差范圍18400×5‰=92mm，ROW A與ROW B間水平最大誤差范圍18200×5‰=91mm，對角最大誤差范圍為25880×5‰=129mm。

3）調(diào)平吊點強度校核

在導管架調(diào)平過程中，主要是通過吊機通過吊裝鎖具連接卡環(huán)，然后通過卡環(huán)連接導管架主腿上的吊點，所以用于連接鎖具卡環(huán)和主腿的吊點必須要進行強度校核，如果受力超出許用強度，會造成吊點的撕裂，對施工造成巨大的安全隱患。吊點結(jié)構(gòu)形式以及尺寸如圖所示：

本文通過有限元分析軟件ANSYS對吊點結(jié)構(gòu)進行計算校核，通過模型的建立，網(wǎng)格劃分，施加作用力以及邊界條件的定義來計算吊耳在最大拉力500噸的情況下的受力情況，吊機的吊鉤位置位于吊點正上方，吊點與導管架主腿連接處作為約束邊界，計算結(jié)果應力圖如下所示：

4 結(jié)論

導管架的水平度調(diào)平歷來都是海上安裝的重點難題，現(xiàn)有設備有限的情況下要充分利用現(xiàn)場資源進行調(diào)平作業(yè)，保證項目的順利施工。實際上，我們也是可以通過前期的準備來盡可能的減少甚至避免產(chǎn)生導管架水平度不滿足施工規(guī)范的問題，主要可以通過以下幾個方面采取措施。

第一點，導管架安裝前一定要做好安裝海床地貌區(qū)域的預處理，通過使用挖溝機等設施提前對該區(qū)域進行地貌平整作業(yè)，使該區(qū)域能初步滿足水平度要求，為導管架的安裝打下良好的基礎。本項目所使用的水下基盤預安裝方案，更是要求基盤的導向樁與導管架的套筒之間的精密預置，誤差過大就有可能造成巨大的影響，例如本文導管架水平度出現(xiàn)的較大偏差就是此原因造成的。