海上平台空压机橇块制造及改进

章东云等

摘要：本文详细阐述了海上平台上空压机橇块工艺流程，设计、施工和项目管理的要点，以及从现场实际操作出发进行的一些改进措施，供同行参考。

关键词：空压机；橇块；海上平台

引言

2012年5月9日，中国首座自主设计、建造的第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981”在中国南海海域正式开钻，平台最大作业水深3000米，钻井深度可达10000米，平台自重超过3万吨；从船底到井架顶高度为137米，相当于45层楼高，标志着中国海洋石油工业的深水战略迈出了实质性的步伐。近些年来，橇块集约化、功能化已成为海上深水平台的主要发展方向。本文以番禺4-2/5-1空压机橇块项目为例，对海上空压机橇块的设计和建造过程进行技术总结。

1.工艺流程

一般空压机橇块的工艺流程下图所示：

2.设计优化

2.1钢结构底座

由于空压机橇块上面有空压机、干燥机和控制柜等设备，必须配底座。既要保证结构安全，又要尽可能降低整体重量一般底座的设计主要根据上面设备重量和布置选择工字钢的型号以及布置，同时对应管支架再增加一些小的工字钢。对于重型设备还需要有限元计算一下吊装时底橇的变形、应力情况。

2.2管道

在进行空压机橇块管道设计时，在满足一般配管的要求情况下，要整体考虑管道的布置，使橇块结构紧凑。

（1）尽可能降低管道的高度，可以减少支撑材料，有利于增加管道支撑的刚度，也便于操作和维修管道上的阀门。

（2）选用固定防振管卡，阻滞管道的振动。

（3）根据空压机出口流量合理选择管道直径，太大会增加成本；由于管道上阀门较多，而DN50以下的阀门均为锻造，成本很高，管道太小会增加阀门的成本，要综合考虑各方面的经济型，合理设计管道的大小。

3.施工要点

3.1制造工序

常规的空压机橇块的主要施工工序为：

①底座钢结构材料打砂、喷底漆；②底座钢结构材料下料、组对、焊接、调平；③二次涂装；④空压机、干燥机及部分设备和管道支架设备就位；⑤管道材料打砂、喷底漆；⑥管道安装、试压；⑦电仪材料设备安装；⑧管道气密性试验；⑨功能测试；⑩三次涂装；?FAT验收；?海上平台联合调试。

3.2底座焊接变形控制

在橇块底座焊接过程中， 按技术要求严格控制划线、切割、组对的尺寸误差， 采取从里向外、间断、对称、小电流的焊接工艺， 并及时调整焊接变形， 避免误差累积。在上一道工序满足技术要求后再进行下一道工序施工， 同时用测量仪器严格测量制作误差。对接工字钢采用双面连续焊，间隙1mm，焊脚高度取较薄厚度。橇块底座表面任意2000mm范围内不平度<=2mm，总体不平度<=6mm。

3.3 电气、仪表

橇块整体空间较小，需分析结构、管道的空间布置与电气、仪表设备的安装位置后，依据分类排布、操作维修便利、空间充裕的原则选定电缆桥架、电缆和仪表管等排布的位置。主桥架选择电缆密度较大的区域，如LCP柜进出线端，电气电缆和仪表电缆敷设在同一桥架内时用隔板隔离避免干扰。

电气、仪表设备与空压机、干燥机设备连接时注意双方的接口尺寸，尤其是欧标、日标等非标尺寸，要提前查实后选择购买合适尺寸的接头，确保施工进度。

4.施工改进

4.1空压机电动机增加电伴热

考虑到次空压机橇块在南海平台上，环境潮湿，为避免空压机电机因温度较低、水分含量过高等出现故障，造成生产中断，现场在电机上安装了电伴热加热带，增加了电动机断电自动启动电伴热加热带的功能，确保电动机在南海环境中的安全平稳运行。

4.2温湿控制仪

同样是考虑南海潮湿、冬季温度低等因素，对空压机本体控制柜和干燥机本体控制柜内部均加装了空间加热器，确保了控制柜内的干燥度，避免因潮湿而烧坏电器元件，保证了控制柜的质量和整体控制的安全性。

4.3空压机的电缆

对于空压机和干燥机设备上不符合海上工作环境的电缆，合理利用库存材料，更换为符合海上工作环境的铠装电缆。既保证了质量，又了节约成本。

4.4空压机顶上防雨罩

由于此空压机冷却风扇向上排风，而此空压机橇块在平台放置的位置上方无甲板，为防止风扇进雨水，项目组通过研究设计，在空压机頂部安装了不锈钢防雨罩，既不阻碍风扇的排气，又防止进雨水，确保了冷却风扇的长期可靠运行。

5.项目管理

（1）橇块项目具有周期短，材料种类多，部分材料采办周期长的特点，材料能否及时到货是项目实施的关键控制点。要对材料采办的各个环节进行监控，及时做好技术澄清工作，评标时控制到货时间，确保材料能按期、保质到货。

（2）在项目具体实施过程中，在做加工设计时，要根据现场的情况和类似经验，及时和详细设计沟通，完善设计，使橇块更具实用性。同时做好材料利库和替代工作，降低项目成本，保障工期。

（3）根据各材料到货时间，合理安排各专业工作，在必要时可进行赶工，以衔接后续工作；另外如果两个或两个以上橇块同时施工时，对于同一部分工作最好指定专人施工，配备固定的电仪工人，尽可能提高工作效率，也便于纠错。

6.结束语

空压机橇块属于设备橇块，应该是作为一个产品来制造。在设计和建造时，要综合考虑功能实用、结构紧凑、布局合理等因素，在此基础上再进行优化，节约成本。本文详细阐述了海上平台空压机橇块工艺流程，设计、施工和项目管理的要点，以及从现场实际操作出发进行的一些改进措施，使得产品更具竞争力，为类似设备橇块项目实施提供了可靠的依据。

参考文献：

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