海洋石油161平台外输滚筒收管改进装置设计

王 亮，莫文涛，龚 津，朱 峰，赵振杰

(1.天津修船技术研究所，天津 300456;2.天津新港船舶重工有限责任公司，天津 300456)

海洋石油161平台外输滚筒收管改进装置设计

王 亮1，莫文涛1，龚 津2，朱 峰1，赵振杰1

(1.天津修船技术研究所，天津 300456;2.天津新港船舶重工有限责任公司，天津 300456)

在海洋石油161平台外输滚筒下方增加一套辅助排管设备，在风浪较大的工况下，滚筒收管的过程中用来限制软管，并跟随滚筒收管的水平速度行进，使得软管不产生过大的倾斜角度，能够顺利排入滚筒的沟槽中，达到较好的收管效果，保护软管。

海洋石油平台;辅助排管;改进设计

1 设计背景

海洋石油161平台是为适应边际油田采油而开发的“蜜蜂式”采油模式的自安装储油采油平台，于2009年11月完工交船，外输滚筒也同时投入使用。外输滚筒在使用过程中一直存在以下问题:在收管过程中，海浪的作用导致软管倾斜于竖直方向的角度过大，软管不能顺利进入滚筒沟槽，软管之间互相重叠、摩擦挤压、受力不均，严重影响软管的使用寿命和滚筒收管的效果。鉴于此，油建渤海装备技术服务分公司要求在滚筒下方改造设计安装一套排管装置，作为收管辅助 (以下简称排管器)，保证在收管过程中避免上述问题的发生，达到较好的收管效果，使软管顺序排入滚筒沟槽，保护软管;改造设计方案要求便于安装，质量轻，尽可能不改动原设备。

2 方案设计

2.1 设计思路

海洋石油161平台外输滚筒是在低于6级风(含6级)以下工作，大于6级风时不工作，所以排管器的所有设计参数都基于6级风工况。软管总长250 m，最大外径610 mm，软管顺序排入滚筒7圈。根据现场勘测和调研，并通过OrcaFlex软件进行流体模拟，计算在6级风时，软管与竖直方向偏角最大为17°，增大冗余度后，按20°进行计算，得出软管偏离甲板最大距离为1 850 mm。

设计的排管器既能纵向移动，也能横向移动。纵向移动采用液压油缸控制;横向移动采用液压马达带动丝杠，并带动行走卡槽来回移动。排管器所实现的功能:在滚筒回收软管过程中，用行走卡槽将软管卡住，限制软管随波浪的倾斜和摆动，并沿着方钢导轨跟随滚筒回收软管的水平速度左右行进，保证软管在回收的过程中与滚筒沟槽位置在同一竖直面内，使软管能顺序回收到滚筒的沟槽中。

2.2 设备结构

排管器安装在滚筒正下方，两底座之间，主要由以下3部分组成。

第一部分，两侧滑槽，每个滑槽长3 230 mm，1 850 mm在舷外，1 380 mm在舷内，舷内部分与滚筒两侧支架焊接，两滑槽间距离为5 780 mm。

第二部分，方钢导轨，由方钢、丝杠、行走卡槽和液压马达组成，安装在两滑槽之间，液压马达驱动丝杠带动行走卡槽可在方钢上左右行进。

第三部分，两侧油缸，通过油缸的伸缩可控制方钢导轨沿着滑槽方向前进和后退。

设备布置俯视图如图1所示 (点划线左为舷外，右为舷内)。

图1 设备布置俯视示意图

2.3 液压控制原理

排管器以原滚筒液压站为动力源，系统压力16 MPa，液压原理图如图2所示，液压系统主要控制以下2个动作。

图2 液压原理示意图

1)行走卡槽的前进与后退。行走卡槽的前进与后退是通过液压系统给两侧油缸供油，油缸推动整个方钢导轨、丝杠和行走卡槽动作，油缸规格为80/56，单缸推力最大为40 kN，行程为2.6 m。2个三位四通换向阀控制油缸的前进和后退，2个减压阀分别控制2个油缸的压力，2个节流阀分别控制2个油缸流量，通过调节节流阀，保证两油缸前进和后退的同步性。

2)行走卡槽的左右行进。行走卡槽的左右行进是通过液压系统给液压马达供油，通过三位四通换向阀控制马达的正转和反转来驱动丝杠进而带动卡槽左右行进，马达正转，卡槽向左行进，马达反转，卡槽向右行进。精密调速阀通过控制马达的转速进而控制行走卡槽的左右行进速度，根据实际情况设定好一个正常速度和一个加快速度。

以上所有功能都通过一个操作按钮控制实现。

2.4 2个关键问题的解决方案

1)左右2个油缸的同步性。2个油缸的前进后退4个动作，分成由4个油路单独控制，每个动作都可以通过节流阀单独控制。同时，在每一路中增加一个球阀，作为应急关断，一旦出现同步误差过大的情况，可以关断任何一路，单独运行其他路，达到同步的目的。

2)丝杠全长5.1 m，在运转过程中跳动不可避免，为了防止丝杠跳动对设备运行的影响，采用中间运行卡槽将丝杠螺母固定，以减小丝杠跳动量，满足装置运行要求。

3 总结和展望

由于现场实际工况的限制，只能与原滚筒液压站共用其动力源，限制了其它更好方案的实施。

此设备功能完善，成本较低，安装方便，目前，已经在海洋石油161平台上安装完成且调试完毕，实现了所有预计的功能，且运行状况良好。

［1］闻邦椿.机械设计手册 ［M］.5版.北京:机械工业出版社，2011.

［2］雷天觉.液压工程手册 ［M］.北京:机械工业出版社，1990.

A set of assistant pipe arranging equipment has been added below the roller on ocean oil 161 platform.The equipment will be used to limit the pipe not to incline big angle and make the pipe enter into the groove of the roller during pulling back the pipe in bigger wind condition.Thus，the result of pulling back pipe will be better and the pipe will be protected.

offshore platform;assistant pipe arranging;improving design

TE95

C

1001－8328(2012)05－0055－02

王亮 (1982-)，男，河北张家口人，工程师，硕士，主要从事海洋平台设计工作。

2012－04－28