火炬臂陆地建造安装工艺

　　

火炬臂陆地建造安装工艺

刘凌云^1* 闫清波² 刘俊斐³ 胡学超⁴ 庄须全⁵

（海洋石油工程（青岛）有限公司，山东 青岛 266520）

摘要：以渤海某万吨级海洋平台为例，对其火炬臂陆地建造安装进行研究。从分段预制、尺寸控制、陆地运输和陆地安装等角度详细阐述了火炬臂的陆地建造安装工艺。此工艺高效简便，能够降低火炬臂陆地建造安装的安全风险，大大的提升火炬臂陆地建造安装的施工效率。

关键词：火炬臂；陆地建造；运输；安装

The onshore construction and installation method for flare boom

LIU Lingyun^1*,YAN Qingbo², LIU Junfei³, HU Xuechao⁴，ZHUANG Xuquan⁵

(Offshore oil Engineering (Qingdao) Co., Ltd., Qingdao, Shandong 266520)

Abstract：Taking a 10,000-ton offshore platform in Bohai Sea as an example, the onshore construction and installation of its flare boom are studied. A onshore construction and installation method of the flare boom is described in detail from the aspects of sectional prefabrication, size control, onshore transportation and installation. This method is efficient and simple, can reduce the safety risk of the flare boom onshore construction and installation, and greatly improve the construction efficiency of the flare boom onshore construction and installation.

Keywords: Flare boom; Onshore construction; Transport; Installation

0 引言

在海洋平台的生产过程中，火炬系统会产生比较大的噪音源，较大的噪音会危害平台人员的身心健康^[1]。因此，在绘制海洋平台总体布置图时，火炬臂经常被布置到伸出海洋平台以外。陆地建造时为了减少场地空间的占用，火炬臂不能在建造阶段安装，一般选择在海上安装^[2]。火炬臂海上安装所需投入较大且安全风险较高，有鉴于此，本文中选择了在海洋平台拖拉上驳船后安装，这样可以大大减少了海上施工的投入。但是鉴于火炬臂特殊的结构形式^[3]，组块上驳船后安装火炬臂的需克服新的挑战，例如吊机站位空间受限，火炬臂初始摆放位置难以确定等。

传统的火炬臂建造工艺无法适应新的安装方案，不仅会增加工时成本，在大大降低施工效率的同时往往会带来诸如火炬臂场内运输滑动，吊装脱钩等安全风险，进而影响整个项目的施工进度。往往火炬臂建造安装的成败决定着整个建造项目是否能够完美收官，有鉴于此有必要提出一种简便高效的建造方法，在保证项目施工安全的同时能够提升施工效率，降低施工成本，而且是可复制的建造工艺。本文所述的火炬臂建造安装方法，通过优化生产工艺、提高质量控制水平，可有效地提高作业和施工效率。

1 火炬臂的建造

1.1火炬臂的整体信息

本文中所研究的火炬臂为一万吨级海洋平台的火炬臂，其外形尺寸和重量在海洋平台火炬臂中比较常见，研究此类火炬臂具有代表性，其整体信息如表1所示。

表格 1 整体信息

Tab.2 General Information

火炬臂预制完成后需在涂装车间中进行喷涂作业，所述火炬臂所在建造场地喷涂车间的能力为46mX34mX12m，火炬臂整体预制完成后尺寸超过了喷涂车间能力，所以将火炬臂分两段进行建造。考虑后期场内吊装运输的便利性，两段火炬臂均采用正造的方式进行建造。各分段火炬臂的信息如表2所示：

表格 2 各分段信息

Tab.2 Information of Blocks

1.2尺寸公差

根据所述火炬臂所在项目建造规格书要求，该火炬臂的公差要求按照表格3执行。

表格 3 火炬臂公差要求

Tab.3 Tolerance of Flare Boom

1.3尺寸控制图

尺寸控制图被用于检验火炬臂的外形尺寸，火炬臂A段的外形尺寸按照图1进行控制。

图 1 A段尺寸控制图

火炬臂B段的外形尺寸按照图2进行控制。

图 2 B段尺寸控制图

1.4预制及总装流程

所述火炬臂分为上、下两段，分别为A段和B段，正造进行预制。先进行管材卷制接长和马鞍口切割，待管材焊接完成后安装梯子和栏杆等附件，并单独进喷涂车间喷漆。喷涂完成后进行A段和B段总装合拢，最后安装管线。具体的流程为：

1）接收设计图纸及施工材料；2）根据设计图勘画地样线，然后将临时垫墩摆放到位，临时垫墩的高度应满足火炬臂预制要求；3）依据设计图先将主管就位，然后依据主管单件图画出其余小管的位置；3）将主管与小管进行点焊固定；4）将组对后的管材进行焊接，焊接原则为先中间后两边；5）安装其余管材；6）依据设计图预制并安装吊耳，为保证吊装时的结构强度，必要时可在火炬臂上安装部分临时加强结构。

临时垫墩的结构形式需要根据现场材料情况进行预制或者使用利旧垫墩进行改造。火炬臂预制时，垫墩位置及数量可根据现场实际情况进行调整，同时注意高度也相应调整。以保证火炬臂的形状及稳性，垫墩相对于火炬臂位置如图3所示，其中支撑高度为地面到火炬臂杆件最低点的垂直距离。

图 3 垫蹲布置图

2 火炬臂场地运输

2.1场地要求

火炬臂场地运输之前应先核查场地满足以下要求：1）核算地基承载力是否满足火炬臂吊装运输过程中火炬臂和吊机或运输车辆共同对地基承载力的要求；2）吊机或运输车辆作业过程中对作业场地地面平整度有要求的，应事先对其检查，对于不满足的情况要事先进行平整处理；3）应提前识别运输路径和吊机作业范围内是否有障碍物存在，如有则应提前进行清理；4）运输车辆和作业吊机应避免跨过电缆沟。

2.2场地运输步骤

火炬臂在场地的运输使用370T 小车进行，在运输前，使用吊机将火炬臂A/B段分别吊装至门字架上并固定，门子架立面图见图4。

图 4 门字架立面图

分别将火炬臂A段和B段运输至喷涂车间，370T 小车撤离，对火炬臂进行喷涂，喷涂完成后370T 小车顶起火炬臂分段并运输至一体化总装场地，将A段和B段进行合拢组对，将其他专业进行一体化。A段运输示意图见图5。

图 5 A段运输示意图

B段运输示意图见图6。

图 6 B段运输示意图

3 火炬臂安装

3.1安装作业要求

火炬臂的安装和上运输车都是通过吊装实现的，吊装作业时应提前检查以下事项：1)公司及项目上的相关程序和方案是否准备完毕，现场操作及监督人员是否已对方案内容完全知悉；2)检查吊装时钢丝绳与火炬臂形成的夹角是否满足大于60度的要求；3)检查将要用到的钢丝绳及卸扣是否有符合要求的证书；4)要使用有检验合格证书的卸扣及卡环依据吊装方案连接钢丝绳及火炬臂吊耳，连接完成后做好检查比对，确认是否与方案完全一致；5)火炬臂吊耳的坡口应进行全熔透焊接并进行100%UT检验，其余填角焊使用100%MT进行检验；6)要做好碰撞检查，可能与吊机、吊绳及吊机附属结构干涉的构件不能安装；7)吊装过程中及时检查吊机、吊绳及吊耳的状态，火炬臂吊离门子架0.3m左右时应停留一段时间，用于观察吊机、吊绳及吊耳的状态，没有异常时可以继续吊装作业； 9)提前了解天气信息，尽量不将火炬臂安装作业安排在风力大于6级、能见度较低的天气状态下。

3.2安装步骤

为了节省场地资源，同时避免火炬臂在海上安装，本文所述火炬臂选择在海洋平台拖拉上船后进行火炬臂的安装。

安装作业开始时首先将建造完成的火炬臂放置在码头前沿的初始位置。初始位置选择时应考虑火炬臂在海洋平台上的方位。本文所述火炬臂位于海洋平台的A/B轴之间，长度方向与驳船长度方向一致。火炬臂采用两台750T 履带吊进行吊装，火炬臂初始位置及吊机初始站位如图7所示。

图 7 火炬臂安装初始位置

火炬臂及吊机就位后进行挂扣作业，挂扣之前应该检查吊索具是否与方案要求一致，证书是否在有效期内；检查吊机各项性能是否完好。相关人员核查准备好的钢丝绳和卸扣是否与方案要求的一致。挂扣完成后，火炬臂挂钩起吊平稳后，吊机将火炬臂平稳提升至要求的高度后，同时向火炬臂就位方向行走，将火炬臂吊装至就位位置后，吊机缓慢放钩，并及时调整位置。确认火炬臂与挂点完全固定，待火炬臂完全受力稳定后进行吊机摘钩。火炬臂安装位置示意图如图8所示。

图 8 火炬臂安装位置

5 总结

本文提出了一种简单高效的火炬臂陆地建造安装方法。从火炬臂的建造、尺寸控制、运输和安装等方面介绍了火炬臂建造安装的工艺流程，该工艺清晰全面、可操作性强，便于指导火炬臂建造安装的各个方面。基于上述工艺的施工过程，不仅最大限度地提升了火炬臂建造及安装的安全性，解决了困扰火炬臂安装占用场地资源长和安装效率低的难题，而且显著减少了人力和时间成本。

通过在实际项目中的应用结果表明，该工艺能够最大化减少现场返工、降低施工难度、减少总装工作量、提高工作效率、规避焊接和运输风险，最终达到降本增效的目的。

6参考文献

[1] 王伟,肖锋超,柏继合,等.海洋平台火炬系统噪音危害及降噪措施分析[J].石油和化工装备,2020,27(04):15-19.

[2] 刘震. 海洋平台大型模块整体安装技术[J].江苏船舶，2011， 28(1)： 25-26.

[3] 吕屹. 论海洋石油平台火炬臂的建造过程[J].中国海洋平台，2012，27（增刊）：40-45.

作者简介：刘凌云 （1986-），山东潍坊人，大学本科，工程师，主要从事船舶与海洋工程建造相关的研究设计工作。

通信作者：闫清波（1986-），河北邢台人，大学本科，高级工程师，主要从事海洋工程设计及建造相关的研究设计工作。

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