浅析陆丰某油田平台添加临时吊机局部强度校核
张广学1 丁庆松1 张国栋1
（1中海油深圳海洋工程技术服务有限公司 天津 300459）
摘要：陆丰某油田平台电网改造工作，主要工作范围包括：LF14-4DPP平台改造(含停产/停电改造)，甲板结构加强、临时/永久性外扩甲板施工、消防管线、阀门、管件与管支撑的拆除与安装、试压，机械设备海上吊装，设备安装，对平台PCS，ESD,F&GS系统进行改造，电气仪表通讯设备安装，电力仪表通讯电缆敷设，电缆桥架安装，新增设备调试，安全标识安装，管线标识安装，脚手架搭设与拆除，单机调试、配合联合调试以及相应的陆地运输与陆地预制工作加工设计等。本计算报告是出于该平台需要在31米、26.5米以及20米处进行甲板外扩，需要添加临时吊机来辅助铺设钢材，需对此进行局部校核计算。
关键词：甲板外扩，临时吊机，结构加强
Analysis of Local Strength Check of
Temporary Crane Added to an Oilfield Platform in Lufeng
Zhang
Guangxue1 Ding Qingsong1 Zhang Guodong1
(1 CNOOC
Shenzhen Ocean Engineering Technology Service Co., Ltd., Tianjin 300459, China)
Abstract:The
power grid renovation work of the Lufeng platform mainly includes the following
scope of work: the renovation of the LF14-4 DPP platform (including
shutdown/power outage renovation), the reinforcement of the deck structure, the
construction of temporary/permanent outwardly extended decks, the removal and
installation, as well as pressure testing of fire-fighting pipelines, valves,
pipe fittings and pipe supports, the offshore hoisting of mechanical equipment,
the installation of equipment, the renovation of the platform's PCS, ESD, and
F&GS systems, the installation of electrical, instrumentation and
communication equipment, the laying of power instrumentation and communication
cables, the installation of cable trays, the commissioning of newly added
equipment, the installation of safety signs, the installation of pipeline
signs, the erection and dismantling of scaffolding, the single-machine
commissioning, cooperation in joint commissioning, as well as the corresponding
land transportation, land prefabrication work, processing design, etc. This
calculation report is prepared because the platform needs to have its deck
extended outward at a height of 31 meters, and a temporary crane needs to be
added to lay the steel materials, for which a checking calculation is required.
Keywords:Outward
extension of the deck, Temporary crane, Structural reinforcement
引 言
本次需要在平台北侧甲板从20米下层甲板、26.5米中层甲板、31米夹层甲板外扩三层甲板，新增外扩甲板结构杆件型钢单根重量最大为4.92吨，根据北侧吊机主钩复杂曲线，北侧新增的三层外扩甲板均无法使用吊机直接配合安装，现场无其他有效辅助吊装作业的支持条件，需要在31米夹层甲板假装临时悬臂吊机，辅助北侧外扩甲板结构件的吊装、焊接，利用加装的悬臂吊机进行分段组装。
1 项目前提
本次项目结构分析都基于以下假设来进行计算：
假设加强所用的材料性能均匀、无缺陷、且符合设计预期的强度和刚度要求；
连接可靠，加强部分与原结构之间的连接应牢固可靠，能够确保加强效果的有效传递，避免因连接问题导致的机构失效；结构加强处附近钢材完好无损，内部无缺陷无夹杂物、温度湿度符合施工条件、加强处结构件周围无腐蚀，无受力变形，吊机基座周围附近无结构物重量，无新增设备；基座附近连接件如（焊缝、螺栓连接等）是完好的，即能够完全传递力而不发生滑移或破坏；施工应严格按照设计要求进行，确保加强材料的质量、施工工艺和施工质量均达到标准，以保证加强效果的实际达成，本次临时吊机最大吊重应严格按照3吨条件下来正常工作；
使用过程中应随时观察吊机基座附近杆件状态，使用后应对基座附近杆件外观观察，观察是否有裂痕或变形，如使用过程中有异常，应立即停止施工。
经过现场调研，本次吊机所在平台位置如下图所示：
图1.1 临时吊机平台位置
2设计基础
2.1基本假定
（1）吊机基础信息如下，济宁利沃工程机械固定式伸缩臂起重机；
（2）本施工临时吊机的自重约5.6t，吊重不超过3t；
（3）吊机相关参数：驱动方式为液压驱动；最大工作半径10米；最小工作半径1米；最大起吊高度11.6米；起吊速度0-8m/min；回转角度360°全回转；
2.2标准和规范
《中华人民共和国安全生产法》、《海洋石油安全生产规定》、《海上人命安全公约》、《中华人民共和国海洋环境保护法》、美国焊接协会标准（AWS）、美国国家标准（ANSI）、美国石油协会标准（API）、美国机械工程师协会标准（ASME）、国际电工委员会规范（IEC）
3 31米平台临时吊机局部加强及校核
通过平台SACS整体计算，平台杆件UC值＜1，该模型可以通过。平台整体结构强度满足要求。在此基础上进行局部加强并进行ANSYS校核。
铺设的吊机底座为1000×1000×50mm的矩形板，位于H588与H588梁的交叉点；采用四块568×444×40mm的筋板对吊机底座进行加强。加强方式如下图3.1：
图3.1 加强板图纸
ANSYS校核时，首先建立三维模型。以PL50mm矩形板上表面中心为圆心，建立φ692X12mm圆环，以此圆环为对象设定远程点，见图3.2。
图3.2 加强模型远程点图示
边界条件如图3.3所示，根据平台整体模型，该局部模型三个点位于主梁上，因此设定这三个点为全固定，作为约束条件加载在模型上。
图3.3 加强模型边界条件图示
依照详设报告SACS计算给出的力与力矩数据，在远程点上加载远程力和力矩。如图3.4。
图3.4 加强模型远程力和弯矩图示
图3.5 等效应力计算结果图示
计算结果如图3.5所示，结果显示最大等效应力为47.799MPa，位于型钢H588上，小于许用应力284MPa(355*0.8=284)。整体满足强度要求。建议采用屈服强度不低于355MPa的材质制作加强板。
4结论
本文以安装临时吊机用于吊装外扩甲板的钢材料为例，运用有限元分析法对临时吊机安装位置进行了等效应力分析，确定了临时吊机位置的最大等效应力位置及具体数值，并验证了临时吊机安装位置强度满足工程要求。本次局部强度校核可以对后续海洋石油平台添加临时吊机相关项目提供了一定的参考。
参考文献
[1]聂尊浩,黄宇,文冉.ANSYS软件在油管强度分析和校核中的应用[J].石化技术,2017,24(10):46-48.
[2]王凤云.导管架建模与结构校核系统的分析与研究[D].天津大学,2007.
[3]梁永超.基于ANSYS程序二次开发的导管架平台结构分析[D].中国海洋大学,2005.
[4]苑国栋,韩敬艳.基于ANSYS的友谊号单点旋转平台校核[J].石油和化工设备,2022,25(08):97-102.
作者简介：张广学（1997-）、男、籍贯：山东济南、机械工程师、硕士研究生。（联系电话：16600244261；电子邮箱：zhanggx35@cnooc.com.cn）
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