超大型fpso管廊模块建造的工艺
技术领域
本发明涉及海洋石油工程中管廊模块的建造领域,具体是一种超大型FPSO管廊模块建造的工艺。
背景技术
超大型FPSO管廊模块具有超长超窄超高的特点,采用传统建造工艺存在如下问题:1、对于管廊模块,常规工艺为按层预制,同时模块较为细长,整体结构强度较弱,为保证运输及吊装要求,需要将每层水平片分为两个单片。若按此方法,需要占用大量的预制、运输、吊装和喷涂资源,效率低下;2、常规分片运输有两种方式,平板车或SPMT进行运输,一般情况下采用平板车进行运输,超出平板车能力的采用SPMT运输,由于该管廊模块宽度小于平板车宽度,平板车无法直接进入分片下方。常规做法为使用门型框架,用平板车进行运输,这就需要制作大量的门型框架以及每个单片需要两次运输,耗费资源。3、吊装分为车间内吊装和场地吊装,常规工艺在分片方案确定后,通过计算校核,确定甲板片临时吊点的规格及焊接位置,并且临时吊点在总装以后需要切除。如按照传统工艺,吊点耗费量大。4、传统工艺甲板片建造需要三种类型垫墩:预制垫墩、运输垫墩、总装垫墩。具体使用顺序如下:甲板片在预制垫墩上完成预制后,使用同步顶升系统将甲板片顶升至运输车辆可以进入的高度,然后每个甲板片摆放6至8个运输垫墩,运输至总装场地,放置于总装垫墩上。传统工艺垫墩需求数量巨大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种超大型FPSO管廊模块建造工艺方法,可以节约建造成本,提高管廊模块建造的效率。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种超大型FPSO管廊模块建造工艺,所述管廊模块为立柱和水平层甲板片构造出的多层框架式空间结构,其中在上分段在顶部的水平层甲板片与所述立柱的连接位置设置有所述管廊模块装船用的插入式吊点,包括自上而下分布的工艺管线走线布置空间、设备布置空间和人员通道,其特征在于,其包括以下工艺步骤:
S1:将管廊模块分为上分段和下分段分别进行预制,并预制垫墩,将垫墩与下分段焊接固定;
S2:将管廊模块的上分段和下分段进行喷砂涂装;
S3:吊装运输管廊模块的上分段至总装位置,使用外伸式运输辅助框架和SPMT运输下分段至总装位置;
S4:将管廊模块的上分段和下分段总装。
进一步地,步骤S1中,所述管廊模块的上分段为工艺管线走线布置空间;所述管廊模块的下分段为人员通道及设备布置空间。
进一步地,步骤S3中,所述管廊模块的上分段整体吊装至总装位置时,吊装的吊点为固设在上分段顶部的用于装船的吊点。
进一步地,步骤S3中,所述外伸式运输辅助框架有多个,对称设置在下分段的两侧,所述外伸式运输辅助框架包括主体和连接结构,所述主体通过所述连接结构与所述下分段固定,所述主体包括底撑、竖撑和斜撑,所述底撑、所述竖撑和所述斜撑首尾相连组成的平面图形为直角三角形,其中所述竖撑与所述立柱平行,所述底撑的下表面与所述下分段的底部的水平层甲板片的底面平齐。
进一步地,步骤S3中,所述管廊模块的下分段的底部水平层甲板片与地面之间的区域为运输空间,SPMT位于所述运输空间内。
进一步地,步骤S1中,所述垫墩包括两段叠放并固定在一起的H型钢,并且所述垫墩焊接固定在所述立柱的底部,所述垫墩的高度为SPMT和所述下分段底部水平层甲板片底面距离底面的高度差。
进一步地,所述底撑、所述竖撑和所述斜撑均为H型钢,所述斜撑与所述底撑的连接位置设有加强筋板,所述斜撑与所述竖撑的连接位置固设有连接梁,所述连接梁为与所述底撑平行的H型钢。
进一步地,所述连接结构包括连接板、紧固件和支撑梁,所述支撑梁为H型钢,两根所述支撑梁垂直固设于所述立柱并向所述竖撑方向伸出,其中一根所述支撑梁与所述底撑对接并通过所述连接板和所述紧固件固定,另一根所述支撑梁与所述连接梁对接并通过所述连接板和所述紧固件固定。
进一步地,所述紧固件为螺栓和螺母。
本发明的技术效果在于:1、本发明的超大型FPSO管廊模块建造工艺,采用的分片方式为上分段和下分段两个框架式分片,一方面框架式的分片结构强度要强于传统的单层分片,有利于上分段和下分段在吊装和运输时的变形控制,同时降低了立柱总装组对的次数,仅需一次立柱对接,更有效的保证了立柱的垂直度,相比较于传统工艺,本发明分片数量少,不需要占用大量预制、运输、吊装和喷涂资源,大幅度提高了工效,解决了管廊模块运输问题,降低了项目成本。
2、本发明的超大型FPSO管廊模块建造工艺,上分段采用吊装设备整体吊装至总装位置,并且吊装时利用上分段的顶部设置固有的多个插入式吊点作为吊点,不另设吊点,与传统工艺相比,本发明通过分片工艺改进,利用上分段的固有的用于管廊模块装船的主吊点,实现吊装强度满足整个上分段的吊装强度需求,与传统工艺相比,避免了设置临时吊点,减少了临时吊点的焊接及切除工作,同时避免了吊点切除及打磨的高空作业风险。
3、本发明的超大型FPSO管廊模块建造工艺,下分段的运输方式为通过SPMT运输,并搭配使用外伸式运输辅助框架和垫墩,通过增大了运输空间,解决了整个管廊模块运输的强度问题,使SPMT可以用于管廊模块下分段的运输,与传统工艺相比,减少了运输作业量,且外伸式运输辅助框架为临时结构,可拆卸式与下分段连接,能够循环利用。
4、本发明的超大型FPSO管廊模块建造工艺,设计了标准化的垫墩,垫墩焊接固定在立柱底部,可以用于下分段运输时,作为运输垫墩,垫高下分段使SPMT能够驶入下分段底部;也可以用于下分段预制时作为预制垫墩和总装时的总装垫墩,将传统工艺中所用到的常规项目的三种垫墩简化为一种,节约了垫墩使用数量,并减少了预制各类垫墩的钢材用料,降低了项目成本,提高了建造效率。
附图说明
图1是本发明的步骤流程图;
图2是管廊模块的上分段和下分段示意图;
图3是本发明中外伸式运输辅助框架;
图4是本发明中上分段的吊点结构示意图;
图5是本发明中的垫墩结构示意图;
图6是本发明中的垫墩安装示意图。
图中主要标号说明:
1-管廊模块、2-上分段、3-下分段、4-吊点、5-运输空间、6-SPMT、7-垫墩、8-外伸式运输辅助框架、9-第一加强筋板、10-第二加强筋板、11-水平层甲板片、12-立柱、13-主体、14-连接结构、81-底撑、82-竖撑、83-斜撑、84-连接梁、85-连接板、86-紧固件、87-支撑梁。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示,一种超大型FPSO管廊模块建造工艺,包括以下步骤:
步骤一:将管廊模块1分为上分段2和下分段3分别进行预制,并预制垫墩7,将垫墩7与下分段3焊接固定;
管廊模块1包括多个水平层甲板片11和立柱12,立柱12垂直固定于水平层甲板片11的两侧,构造出多层框架式结构,在上分段2在顶部的水平层甲板片11与立柱12的连接位置设置有管廊模块1装船用的插入式吊点4,包括自上而下分布的工艺管线走线布置空间、设备布置空间和人员通道,本发明的一个较佳实施例中,如图2中所示,管廊模块1的上分段2为工艺管线走线布置空间,共三层,层间布置大量的管线;管廊模块1的下分段3为人员通道及设备布置空间,共四层,底层为人员通道,第二层、第三层和第四层均为设备布置空间,仅第四层有少量的管线。
参见图2,本发明的超大型FPSO管廊模块具体建造过程中,采用的分片方式为上分段2和下分段3两个框架式分片,上分段2和下分段3均为框架式的结构,结构强度要强于传统的单层分片拼装组成的结构,上分段2和下分段3在运输和吊装时不易发生变形;在总装时,也不需要进行多次立柱12组对,仅需上分段2和下分段3对接并组装即可,降低了立柱12组对的次数,更有效的保证了立柱12的垂直度,相比较于传统工艺,本发明分片数量少,不需要占用大量预制、运输、吊装和喷涂资源,大幅度提高了工效,解决了管廊模块1运输问题,降低了项目成本。
管廊模块的下分段3采用SPMT5运输,下分段3底部水平层甲板片11与地面之间的区域为运输空间5,在步骤1时根据SPMT6的高度和下分段3底部水平层甲板片11的底面距离底面的高度之差,设计和制作标准化垫墩7,并将垫墩7焊接固定在下分段3的立柱底部,实现增大运输空间5的作用。
步骤二:将管廊模块的上分段和下分段进行喷砂涂装;
本发明的管廊模块1是用于安装在FPSO船上,海上平台的结构均有较高的耐腐蚀要求,故需要对管廊模块1的各个部分进行喷砂涂装,以保证其使用寿命;本发明中,分别对上分段2和下分段3进行喷砂涂装再进行分段总装,便于喷砂涂装作业。
步骤三:吊装运输管廊模块1的上分段2至总装位置,使用外伸式运输辅助框架8和SPMT6运输下分段3至总装位置;本发明的标准化的垫墩7可以作为运输垫墩用于下分段3运输,垫高下分段3使SPMT能够驶入下分段3底部;也可以用于下分段3预制时作为预制垫墩和总装时的总装垫墩,将传统工艺中所用到的常规项目的三种垫墩简化为一种,节约了垫墩使用数量,并减少了预制各类垫墩的钢材用料,降低了项目成本,提高了管廊模块1的建造效率。
本发明的一个较佳实施例中,管廊模块的上分段2采用吊装设备整体吊装至总装位置,如图4所示,上分段2在顶部设置有多个用于将管廊模块1整体装船用的插入式吊点4,利用吊点4作为上分段2整体吊装的吊点;具体地,吊点4设置在上分段2在顶部的水平层甲板片11与立柱12的连接位置。利用上分段2的吊点4,实现吊装强度满足整个上分段2的吊装强度需求,与传统工艺相比,避免了设置临时吊点,省去了临时吊点的焊接及切除工序,同时避免了临时吊点切除及打磨的高空作业风险。
如图3、图5和图6所示,管廊模块的下分段3采用SPMT5运输,下分段3的运输步骤为:将成对个外伸式运输辅助框架8对称安装在下分段3的两侧;再将SPMT6驶入运输空间5;将下分段3运输至总装位置;如图6所示,本实施例中,在两侧的外伸式运输辅助框架8下方均布置有一辆SPMT6,在下分段3底部水平层甲板片11下方布置有一辆SPMT6。
具体地,参见图3和图6,在下分段3的两侧的外伸式运输辅助框架8包括主体13和连接结构14,主体13通过连接结构14与下分段3固定,主体13包括底撑81、竖撑82和斜撑83,底撑81、竖撑82和斜撑83首尾相连组成的平面图形为直角三角形,其中竖撑82与立柱12平行,底撑81的下表面与下分段3的底部的水平层甲板片11的底面平齐。
进一步地,本发明的实施例中,底撑81、竖撑82和斜撑83均为H型钢,斜撑83与底撑81的连接位置设有第一加强筋板9,斜撑83与竖撑82的连接位置固设有连接梁84,连接梁84为与底撑81平行的H型钢。
进一步地,连接结构14包括连接板85、紧固件86和支撑梁87,支撑梁87为H型钢,两根支撑梁87垂直固设于立柱12并向竖撑82方向伸出,其中一根支撑梁87与底撑81对接并通过连接板85和紧固件86固定,另一根支撑梁87与连接梁84对接并通过连接板85和紧固件86固定。
进一步地,紧固件86为螺栓和螺母,实现外伸式运输辅助框架8可拆卸式与下分段3连接,外伸式运输辅助框架8能够循环利用。
更进一步地,参见图5,本发明的标准化的垫墩7包括两段叠放并固定在一起的H型钢,本实施例中,立柱12的材质为H型钢,垫墩7的材质与立柱12材质相同,根据图5,垫墩7还包括加强筋板,第二加强筋板10沿竖直方向设置,用于提高垫墩7的支撑强度。
本发明的一个较佳实施例,通过外伸式运输辅助框架8和垫墩7增大了运输空间5,采用多辆SPMT6共同运输下分段3,解决了整个管廊模块1运输的强度问题,使SPMT6可以用于管廊模块1的下分段3的运输,与传统工艺相比,减少了运输作业量,以及因运输作业量大而产生的占据和浪费的大量运输资源的问题,提高了运输效率,降低了运输成本。
步骤四:将管廊模块1的上分段2和下分段3总装。
将上分段2和下分段3分别运输到总装位置后,便可以进行总装,将下分段3定位后,吊装上分段2架放在下分段3上部,将上分段2的立柱12和下分段3的立柱一一对接固定,使上分段2和下分段3连接为一个整体。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
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