异型过渡段结构分析及切割方法研究

李晓光++蔡振璐++刘鹏++李博

摘 要：海洋石油平台过渡段是导管架和组快相互连接的重要结构件，与常规的三段式过渡段不同，异型过渡段的结构形式更简单，实用性更强。本文以BZ25-1南单点导管架海上安装项目为例，介绍异型过渡段和常规过渡段结构形式的差异，并根据海上安装实践经验，探讨在后续桩头切割过程中确定切割面的新办法，为类似过渡段的海上切割提供借鉴。

关键词：异型过渡段；常规过渡段；钢桩；跨距

中图分类号：U448 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0085-01

1 引言

传统的桩基式海洋石油平台，由组块和导管架组成。海洋石油平台过渡段的切割关系到组块和导管架是否能够实现顺利连接，是一项关键的海上施工技术，以往的海洋石油平台过渡段多为三段式形式，即直管段、拐脖段和插尖段，而BZ25-1南永久复产项目则采用了新型过渡段形式，通过对比两种过渡段的结构不同，参照常规过渡段钢桩的切割方法，提出异型过渡段的切割方法。

2 异型过渡段的结构及钢桩切割面

2.1 異型过渡段的结构

过渡段是把导管架的倾斜桩腿过渡为平台的竖直立柱腿的结构，过渡段通常为三段式，即分为直管段、拐脖段和插尖段，如图1右面所示；而本文研究的异型过渡段为两段式：即分成直管段和插尖段。

图1异型过渡段应用在BZ25-1南永久复产项目，其下部为一四腿双倾导管架结构，上部为一单点TOPSIDE，此异型过渡段相比传统过渡段，结构形式简单，焊接工作量减少，具备自己的优点，会越来越多地出现在类似修复类项目中，为此，针对此异形过渡段MITER口切割进行技术攻关，不仅是完成项目的需要，也会对以后的类似项目起到示范作用。

2.2 异型过渡段的钢桩切割面

下图为传统过渡段的连接示意图，可以看出，为了实现钢桩和过渡段的顺利配合，钢桩的切割面与过渡段中间拐脖的下表面连接，钢桩切割面为直口，截面为圆。

而对异型过渡段而言，直管段部分下端截面与钢桩轴线不垂直，钢桩切口的口型就从直口变为MITER口，截面为椭圆。而在海上条件下，要实现MITER口切割是比较困难的，而且实际操作起来，费时费力。

3 过渡段切割流程及注意事项

3.1 切割流程

根据过渡段以及导管架的相关图纸，建立过渡段以及过渡段与钢桩相连处的单线模型，找出理论切割面并确定理论跨距值。

将测量得到的尺寸S1与理论尺寸S2相比较，得出实际与理论的误差值T1=S1-S2，再将该值与检验公司提供的组块立柱跨距的实际理论误差值T2进行比较，得到钢桩跨距与组块立柱跨距的误差值T=T1-T2，该值即是按现在的钢桩跨距，过渡段安装后上部直段跨距与组块立柱跨距的误差值，其中直边的T值的允许误差在±10，对角的T值的允许误差为±19。如果T值超过了允许的误差范围，则需要通过将切割面上下移动来调整跨距；

将误差T调整在合理范围之后，依照每根桩的切割面按调整值进行调整，对应的测量点相应调整到新的切割面上，再由检验人员对新测量点进行测量；

对异型过渡段来说，切割面为椭圆形，可以采用陆地提前制作切口样板，样板如下图五所示，海上寻找对应的样板重合位置的方法，避免了MITER口海上不易切割的问题，并提高了切割效率。

如果测量结果对应的误差值T在合理范围内，则进行下一步，否则继续以上步骤直到T调至合理范围；

调整一个钢桩高度导致多个跨局发生变化，需要注意，待最终确定切割面后，需将检验测量结果换算到工作点标高处的跨局，并与组块实际跨局进行对比，基本吻合说明调整无误，如不吻合需要分析原因，直至确定无误为止；施工人员按照最终确定的切割面进行切割，之后安装过渡段；

按照图纸，找到过渡段的切割面，一般从导管架顶层拉筋的上表面为基准面，通过图纸计算出此面到过渡段切割面之间的距离，告知检验人员，由检验人员完成确定所有过渡段切割面的工作。

3.2 注意事项

在最终切割时，应考虑磁力切割的坡口的问题，以保证最后完成时桩头的上表面与前面确定的切割面一致，此问题应注意与施工人员沟通；在最终切割面确定后，需要在每个桩腿的切割线以下100毫米处，使用样冲打眼以作为切割线确定的记录；在过渡段安装前，应根据过渡段单件图上的纵缝位置，对每个过渡段的标号进行确认；过渡段安装完毕后，应按着过渡段单件图、钢桩纵缝测量报告对各过渡段的安装进行确认。

4 结语

异型过渡段结构简单，在海上修复类项目中应用前景广泛。与传统过渡段的海上安装相比，主要难点在于椭圆形切割面的确定，BZ25-1南单点项目的成功实践，证明了样板法切割的可靠性，陆地提前制作样本，不仅可以减少施工难度，提高精确度，还可以节约海上船天和人工时。

参考文献

[1]刘庆.海洋平台过渡段海上组对安装工艺研究[J].应用能源技术，2014.

[2]方晨.AutoCAD机械制图实例教程[M].上海：上海科学普及出版社，2007.