趙鑫磊

(海洋石油工程(青島)有限公司，山東 青島 266520)

流花16-2 FPSO是迄今為止中國海油應用水深較深、系統(tǒng)復雜、結(jié)構(gòu)龐大的FPSO，其單點系泊系統(tǒng)也是管纜懸掛數(shù)量較多、復雜程度較高的單點系泊系統(tǒng)[1]。該單點系泊系統(tǒng)與船體結(jié)構(gòu)采用集成一體的形式，是單軸承支撐的不可解脫式內(nèi)轉(zhuǎn)塔單點系泊系統(tǒng)[2]。

單點系泊系統(tǒng)對尺寸精度控制要求很高，旋轉(zhuǎn)試驗是實現(xiàn)精度控制工作的重要環(huán)節(jié)，主要用于核查單點系泊系統(tǒng)放入船體月池區(qū)域之后，整個旋轉(zhuǎn)過程中，下塔體各層結(jié)構(gòu)與月池之間是否有干涉碰撞，驗證滑環(huán)、軸承等關(guān)鍵設備支撐的預制、機加工以及設備安裝后的水平度和同心度是否滿足單點系泊系統(tǒng)交付要求。只有旋轉(zhuǎn)試驗結(jié)果滿足要求，單點系泊系統(tǒng)的建造質(zhì)量才有保障。

1 旋轉(zhuǎn)試驗概況

流花16-2 FPSO單點系泊系統(tǒng)分下塔體、管匯平臺和塔架3個模塊進行建造，3個模塊建造完成后，按照下塔體、管匯平臺、塔架的順序依次集成到FPSO船體的月池之中，最后安裝滑環(huán)到塔架內(nèi)部，所有集成工作均在建造場地船塢進行。

圖1為單點系泊系統(tǒng)組成示意圖，從圖1中可以了解，單點系泊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的各個組成部分和軸承、滑環(huán)等關(guān)鍵設備布置。在做旋轉(zhuǎn)試驗時，要明確區(qū)分單點系泊的固定部分和旋轉(zhuǎn)部分，這與海上生產(chǎn)作業(yè)時不同，F(xiàn)PSO船體、軸承支撐結(jié)構(gòu)、軸承外圈、塔架、滑環(huán)外圈在試驗時處于固定狀態(tài)，錨鏈盤、軸承內(nèi)圈、中塔體、管匯平臺、滑環(huán)內(nèi)圈在試驗時處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

圖1 單點系泊系統(tǒng)組成示意圖

在單點系泊系統(tǒng)管匯平臺與船體月池區(qū)域之間有一套限位系統(tǒng)，圖2為限位系統(tǒng)布置示意圖，該限位系統(tǒng)由均布于月池壁的8套限位器和管匯平臺沿整個圓周方向的限位跑道組合而成，限位器與限位跑道之間的間隙有公差要求，需要進行嚴格的尺寸控制，通過限位器里的銷軸伸縮來保證該間隙值，這也是旋轉(zhuǎn)試驗時需要進行測量調(diào)整的。

圖2 限位系統(tǒng)布置示意圖

旋轉(zhuǎn)試驗主要包括2項工作內(nèi)容，旋轉(zhuǎn)作業(yè)的液壓工具的操作和相應的尺寸測量工作。旋轉(zhuǎn)試驗用到的液壓工具主要包括液壓動力單元和頂推千斤頂，液壓工具需提前放置于下塔體的軸承支撐結(jié)構(gòu)里，當進行旋轉(zhuǎn)試驗時，頂推千斤頂依次與中塔體上的12個吊耳連接，通過液壓油缸的伸縮實現(xiàn)單點的旋轉(zhuǎn)。圖3為旋轉(zhuǎn)試驗液壓工具布置。

圖3 旋轉(zhuǎn)試驗液壓工具布置

每次旋轉(zhuǎn)試驗都要進行尺寸測量工作，以核查各個位置的尺寸精度是否滿足要求。尺寸測量工具主要包括千分尺、千分表、游標卡尺、塞尺、全站儀等。旋轉(zhuǎn)試驗時的碰撞檢查工作特別重要，需要提前編制全面的碰撞檢查項清單，在每次旋轉(zhuǎn)試驗前及試驗過程中都要逐層逐項檢查旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間所有可能發(fā)生碰撞的桿件。旋轉(zhuǎn)試驗前要移除接地電纜，禁止人員隨便進入試驗區(qū)域，禁止焊接作業(yè)，直到重新接地。試驗時要做好對電纜和液壓軟管的保護工作。

2 旋轉(zhuǎn)試驗流程

流花16-2 FPSO單點系泊系統(tǒng)共進行了4次旋轉(zhuǎn)試驗，每次旋轉(zhuǎn)試驗時，在試驗開始和整個旋轉(zhuǎn)過程中，單點系泊系統(tǒng)每旋轉(zhuǎn)一定角度，要讀取千斤頂上的壓強值，以計算起始和運行力矩，以下對每次旋轉(zhuǎn)試驗的流程進行介紹。

2.1 第1次旋轉(zhuǎn)試驗

第1次旋轉(zhuǎn)試驗時，下塔體已經(jīng)吊裝進入船體月池內(nèi)，軸承支撐結(jié)構(gòu)和月池間的集成板焊接完成，旋轉(zhuǎn)試驗前要在軸承水平面進行角度標記，以便負責旋轉(zhuǎn)千斤頂?shù)氖┕と藛T每間隔一定角度進行啟動停止操作。本次旋轉(zhuǎn)試驗用于檢查整個下塔體能否順利旋轉(zhuǎn)，調(diào)整下塔體的方位，使其0°線與FPSO船體的0°線重合，核查軸承是否水平，測量軸承內(nèi)外圈之間的間隙。

2.2 第2次旋轉(zhuǎn)試驗

第2次旋轉(zhuǎn)試驗時，管匯平臺已經(jīng)集成，并與下塔體焊接，上部的限位器已經(jīng)安裝，與限位器的箱體點焊，并且限位器銷軸處在回縮位置。本次旋轉(zhuǎn)試驗有2項主要的尺寸測量工作，其中一項是測量限位跑道與限位器箱體之間的間隙，以根據(jù)測量結(jié)果對限位系統(tǒng)進行調(diào)整，圖4為限位跑道與限位器箱體之間的間隙示意圖。

圖4 限位跑道與限位器箱體之間的間隙示意圖

該次旋轉(zhuǎn)試驗還需對滑環(huán)底座進行相關(guān)測量，以確定滑環(huán)底座機加工的基準點，定位并安裝專用的機加工設備，為此需要安裝臨時結(jié)構(gòu),用來放置尺寸測量工具。圖5為滑環(huán)底座示意圖。為減小溫度變化等天氣因素對尺寸測量結(jié)果的影響，該次旋轉(zhuǎn)試驗應在夜間進行，并實時監(jiān)測風速。

圖5 滑環(huán)底座示意圖

2.3 第3次旋轉(zhuǎn)試驗

完成第2次旋轉(zhuǎn)試驗后，進行滑環(huán)底座的機加工，第3次旋轉(zhuǎn)試驗的尺寸測量工作是對第2次旋轉(zhuǎn)試驗的重復驗證，測量限位跑道與限位器箱體之間的間隙，核查滑環(huán)底座的同心度是否滿足要求，檢查滑環(huán)底座是否水平，確保機加工后的公差滿足精度要求。

2.4 第4次旋轉(zhuǎn)試驗

第4次旋轉(zhuǎn)試驗即最后一次旋轉(zhuǎn)試驗，在10個滑環(huán)單元全部安裝完成之后進行，該次旋轉(zhuǎn)試驗也是對單點系泊系統(tǒng)完工狀態(tài)的驗證，需要核查完工狀態(tài)下單點系泊系統(tǒng)的固定部分和旋轉(zhuǎn)部分之間是否存在干涉碰撞，確保整個單點系泊系統(tǒng)可以自由旋轉(zhuǎn)。本次旋轉(zhuǎn)試驗需要測量限位跑道與限位器銷軸之間的間隙，并根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整銷軸的伸縮量。測量滑環(huán)單元驅(qū)動臂的位移以驗證驅(qū)動臂的安裝精度滿足要求。選取軸承水平面為基準，使用全站儀測量最上方滑環(huán)單元頂部中心的運動軌跡。圖6為滑環(huán)頂部中心示意圖。

圖6 滑環(huán)頂部中心示意圖

單點系泊系統(tǒng)的各層甲板與相應鄰近的船體結(jié)構(gòu)之間在旋轉(zhuǎn)試驗時，也需要進行尺寸測量工作。具體包括測量單點系泊系統(tǒng)動力電纜甲板層與同層高的船體小平臺之間的間隙、測量單點系泊系統(tǒng)緊急關(guān)斷閥甲板層與船體風雨圍堰之間的間隙，這些測量工作可以在以上每次旋轉(zhuǎn)試驗時同步進行。

3 結(jié)束語

旋轉(zhuǎn)試驗是單點系泊系統(tǒng)建造時的一項重要試驗，試驗次數(shù)多，要求嚴格，與整體建造進度和建造質(zhì)量密切相關(guān)。該試驗對單點系泊系統(tǒng)的完工狀態(tài)和交付質(zhì)量有重要影響，本文基于在建的流花16-2 FPSO單點系泊系統(tǒng)，全面闡述了各次旋轉(zhuǎn)試驗的具體技術(shù)要求，可為今后單點系泊系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)試驗工作提供借鑒。