“海洋石油286”铺管船卷筒式铺管系统的安装

覃杰梅，王 贺，赵锦荣

（中船黄埔文冲船舶有限公司，广州510715）

1 前言

铺管船是海洋资源开采的主要施工装备。从铺管方式上，铺管船可以分为S型铺管船、J型铺管船及卷筒式铺管船。以我司“海洋石油286”铺管船为例，探讨卷筒式铺管系统的安装过程、各个安装阶段的精度控制、以及此系统安装的关键技术，为深水铺管船的研究与应用提供参考。

2 铺管系统设备配置

以“海洋石油286”为例，本船具有深水大型结构物吊装和水下安装功能，船上配置有400 t具有主动升沉补偿功能的海工起重机、铺管塔架、储缆绞车、排缆器和升沉补偿等设备；在主板下设有可装载2 500 t电缆的卷管盘；月池之上设有立式敷设系统（排缆张紧器等）。

该系统主要配置及其安装要求如下:

（1）软管卷盘直径20 m、高5.5 m、重约380 t，安装在平台甲板下，水平度要求为±1 mm、轴芯同心度要求为＜2 mm；

（2）储缆绞车长约4.8 m、宽约5 m、高5 m、重约738 t，安装在主甲板下，最大拉力为196 t；

（3）铺管塔架长12 m、宽16 m、高约31 m、整个塔架重约2 300 t，安装在主甲板的4个铰支座上。

铺管系统设备的具体布置如图1所示。

图1 “海洋石油286”总布置图

3 铺管系统设备的安装难点

（1）卷管盘直径大、水平精度及轴芯同心度要求高，需要制定合理的现场安装工艺，因其安装在平台甲板下，需配合船体建造考虑其安装的时间流程；

（2）储缆绞车体积大、重量重、工作时所受的拉力大，在其安装的平台反面需制作相应强度的加强，因其安装在主甲板以下，需配合船体建造考虑其安装的时间流程；

（3）铺管塔架体积庞大、重量重、高度高，需保证其4个铰支座安装后的精度，吊装、安装难度大。

4 铺管系统设备的安装流程

结合“海洋石油286”船的设备来货时间及总段划分情况(如图2所示)，铺管系统的安装流程如下：62B总段搭载合拢前软管卷盘吊装进舱安装→23A总段搭载合拢后储缆绞车吊装进舱安装→62A总段搭载合拢后甲板面拉划线定位铰点安装位置→铰点安装、现场镗孔以及机加工销轴→排缆张紧器吊装安装→整船起浮后出坞→硬管卷盘吊装安装→立铺塔架吊装安装→立铺系统调试试验。

图2 “海洋石油286”部分总段划分示意图

4.1 软管卷盘安装

因软管卷盘直径达20 m，体积庞大，需提前策划在总段搭载阶段吊装到位（图3）。其难点是主船体精度控制，重点是安装基面平面度控制及反面加强精度控制。其安装步骤如下：

（1）双层底安装面划线：在主船体成型后，根据设备资料在双层底安装面上划线，画出基座各个辐射梁位置的中心线；

（2）基座吊装及定位：基座芯轴与地样划线同心度要＜2 mm，基座中心线与船体中心线误差＜2 mm，以此来保证基座与双层底反面加强结构对准；

（3）基座芯轴位置调整：基座吊装到位后，通过水平仪测量检查基座芯轴上端机加工面的水平度，利用楔块来调节基座芯轴垂直度；

（4）测量间隙：基座调整完成后，需测量所有滚轮位置以及辐射梁外端处基座与双层底的间隙，看是否在误差范围内；

（5）火工矫正处理：如果上一步骤出现贴合面局部间隙较大，则采用火工矫正处理，使其在误差范围内；

（6）准备垫板：根据以上步骤测量得到的间隙数据相应准备对应厚度的垫板，加工完成后做防锈底漆处理；

（7）吊起基座总成：在基座总成各位置侧面焊接定位块，保证垂直方向位置不变，吊起基座总成方便垫板与双层底焊接；

（8）定位所有垫板：根据测量间隙时的洋冲点位置放置并定位好所有的垫板；

（9）焊接垫板：将所有垫板周边角焊缝焊接至双层底，包括内部的塞焊孔，焊接后对垫板处再次做好防锈底漆处理；

（10）二次吊装基座：根据之前定位块限制位置，再次吊装、定位基座总成，到位后检查并调节芯轴的垂直度（图4）；

（11）芯轴焊接：首先利用垫片填充芯轴及双层底之间的间隙以固定其位置，第一道焊接首先从芯轴外部进行，第二道焊接移除垫片并对内边坡口碳刨后从内部进行焊接，完成全焊透工作；

（12）基座与垫板焊接：基座底部滚轮位置根据间隙大小不同，用不同厚度的不锈钢小垫板填充，布置完所有小垫板后，焊接基座至加装垫板的双层底上；

（13）筋板焊接：把设备自带的加强筋板与基座及双层底焊接安装到位；

（14）清理、涂装：严格按照设备的喷涂要求进行清理及涂装；

（15）滚轮高度测量调整：完成基座安装后，测量所有滚轮的表面高度，对滚轮垫片进行相应调整，保证所有滚轮高度相对于与基座芯轴垂直的基准面距离误差在±1 mm以内。

以上步骤都需经设备厂家现场确认后，再进行卷盘篮体吊装及后续的安装工作。

图3 海洋石油286卷盘篮体吊装流程图

图4 海洋石油286软管卷盘底座安装

4.2 储缆绞车安装

见图5。

储缆绞车体积大、重量重、工作时所受的拉力大，在其安装的平台反面需制作相应强度的加强，其安装在主甲板以下，策划在分段总组阶段吊装进舱，其安装流程和控制要点如下：

（1）按基座图完成基座制作，制作精度需达到设计要求；

（2）根据基座安装图先进行划线，划线完成后检查平台基座反面加强；

（3）装配基座并检查基座安装精度，需满足厂家技术要求；

（4）基座焊接按焊接工艺规程中的焊接参数及焊材规格，焊接完成后需进行检验；

（5）吊装设备并用螺丝将设备与基座固定；

（6）按我司设备保护工艺文件对储缆绞车进行保护。

图5 海洋石油286储缆绞车安装

4.3 铺管塔架安装

铺管塔架体积庞大、重量重，吊装难度十分大，塔架上设有张紧器（2 台）、顶部模块（包括 1 台起重机）、管子对中器、 A&R 滑轮和 A&R 绞车、悬挂系统、工作站等，是铺管系统最重要的组成部分，其安装流程及控制要点如下：

（1）尾部总段合拢后，根据塔架基座精度控制方案对塔架四个铰支座划线，并按图6检查图中A、B、C 等数据，其值要控制在理论精度要求范围内；

（2）按基座图纸制作基座。根据经验基座需加放焊接反变形量及焊接收缩量；

（3）检查甲板反面加强与基座相应结构对位情况；

（4）安装基座。根据基座材质及板厚按焊接工艺规程进行焊接，注意预热及焊后热处理；

（5）基座镗孔。可在坞内或出坞后进行，镗孔完成后测量相关数据报船检及设备商认可，报检合格后对基座油漆（立塔轴安装面不能油漆）；

（6）塔架重约2 300 t，船舶出坞后配合供货商进行塔架吊装（图7）。

图6 基座拉划线定位示意图

图7 海洋石油286立塔吊装

5 结束语

综上所述，铺管系统设备安装技术策划思路可总结如下:设备的安装主要利用激光仪、联通玻璃水管、琴钢丝、直尺、切割机、焊机等工具配合，按照相关图纸要求布置设备，通过控制铺管系统各设备的设计标高、中心线偏差、纵向位置偏差、设备与主作业线和铺作业线的垂直度偏差以及主作业线与铺作业线之间的平行度偏差等来完成铺管系统各设备的安装工作；对于安装高度低于设计高度且超过允许误差范围的设备，需要用钢垫片进行调整，垫片的形式和厚度根据设备底座与船体主甲板的接触情况现场确定；铺管系统所有设备调整定位后，先进行点焊固定，经设备厂商人员现场确认合格后方可进行施焊。

通过对“海洋石油286”船铺管系统的安装研究，明确了此系统的具体安装步骤，分析得出此系统的安装难点及主要注意事项，攻克了本系统安装中的焊接要求、精度控制要求、软管卷盘底座找平及塔架吊装难度大等一系列难题，积累了丰富的铺管系统安装经验，为今后类似船舶的建造打下了坚实的基础。