缓冲装置LMU陆地安装方法设计及实践

刘 超 李 挺 鹿胜楠

(海洋石油工程(青岛)有限公司 山东青岛 266520)

缓冲装置LMU陆地安装方法设计及实践

刘 超 李 挺 鹿胜楠

(海洋石油工程(青岛)有限公司 山东青岛 266520)

刘超,李挺,鹿胜楠.缓冲装置LMU陆地安装方法设计及实践[J].中国海上油气，2016,28(5)：120-123.

Liu Chao,Li Ting,Lu Shengnan.Design and practice of an onshore installation method for the buffer device LMU[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(5):120-123.

缓冲装置LMU是大型组块浮托安装中必不可少的一个装置，常规的LMU安装方法是通过浮吊吊装的方式安装在海上就位的导管架的腿上，花费相对较高，并且受到气候窗口的影响，存在一定的安全隐患。为了降低海上施工的费用和安全风险，设计了一种新的LMU陆地安装的方法，并研发了一套辅助安装框架。该方法是利用安装框架作为支撑，通过滑移框架在安装框架上进行LMU滑移提升安装。HZ25-8 DPP大型组块的安装实践表表明，本文方法具有操作简便快捷，人力投入少，作业风险低等特点，能够满足工程项目的需求。

缓冲装置；陆地安装；安装框架；滑移框架；滑移提升；HZ25-8 DPP组块

受到浮吊能力的限制，万吨级以上的海洋平台一般采用浮托法进行安装，因此缓冲装置(LMU)是必不可少的[1]。LMU为桩腿对接耦合装置，位于组块立柱与导管架对接处，在组块与导管架的对接过程中能够起到缓冲刚性碰撞作用，是保证浮托安装成功的关键部件。LMU都是在国外设计建造，其质量在35 t左右，以往是在导管架海上安装完成之后，再由浮吊在海上将LMU安装在导管架的桩腿上[2]。海上安装LMU的施工需要动用浮吊，花费较高，并且受到气候窗口的影响，存在一定的安全隐患。

为了减少海上施工的费用和安全隐患，在实际建造过程中如何方便快捷地将重达35 t左右的LMU安装到组块主立柱上，成为施工单位所关注的问题[3-5]。本文选取典型的横向装船组块作为分析对象，组块前端的立柱下方有滑道块作为障碍物，而后端的立柱下端没有滑道块作为障碍物，设计了一种新的LMU陆地安装方法，并研发了一整套辅助安装框架，利用场地现有的平板车加倒链微调的方法进行运输安装，这种安装方法涵盖了所有LMU的陆地安装，能够极大地节省人力，降低安全风险，已成功应用于8个HZ25-8 DPP组块的LMU陆地安装。

1 LMU陆地安装方法设计

常规的LMU安装方法是将LMU放置在平板车上并固定好，使用平板车将LMU直接运输至组块立柱的下方，然后通过在组块的立柱上焊接提升吊点，使用至少3根20 t以上的倒链将LMU与组块的提升吊点进行连接提升，调平完成LMU的安装。此种安装方法由于LMU的提升距离较大，投入的人力较多，需要6人长时间的操作倒链，并且时刻注意控制倒链的平衡，容易产生疲劳。

对于在滑道块上方的LMU，由于滑道块已经提前放置就位，取出后无法将滑道块恢复，因此需要将LMU放置到滑道块的上方进行安装。由于LMU的质量达到35 t左右，滑道块的高度为2.8 m，利用叉车和平板车不能将LMU放置到滑道块上，只能通过吊机吊装至滑道块上，但是上方有组块的阻挡，吊机又不能将LMU放置到组块立柱的下方，只有通过吊机将LMU放置到滑道的前端的小滑靴上，并通过滑移的方式将小滑靴及LMU滑移至组块立柱的下方，然后提升进行安装，完成之后再将小滑靴滑移出组块下端。此种安装方法耗时耗力，存在较大的安全隐患，而且有一个安装和拆除滑移小滑靴的过程，滑移距离较长需要布置卷扬机，提升的距离也较大，投入的人力较多，对操作人员的要求较高。

针对常规的处在滑道块上方及非滑道块上方的LMU安装的问题，本文设计了一种新的LMU陆地安装方法，并研发了一套LMU陆地安装的辅助安装框架，包括支撑框架、坦克车、滑移框架等，其设计简图见图1。该安装框架的顶面为2条带有限位结构的轨道，整个安装框架的一端坐落在平板车上，另一端为悬臂结构，伸出平板车的边缘，可以放置在滑道块上，形成一个简支结构；在安装框架的上方放置坦克车，坦克车上方放置滑移框架，通过倒链操作滑移框架，由于坦克车的存在，滑移框架的移动变为滚动，因此使用较小的力就能够使重达35 t的LMU移动，能够较为简便地使滑移框架在安装框架的轨道内来回滑动，使用起来较为方便，能够节省人力，减少安装的时间。

图1 本文设计的LMU陆地安装框架

LMU陆地安装的主要步骤如下：

第1步,准备平板车。

第2步,将安装框架放置在平板车上，其中前端为悬臂结构，伸出平板车，在安装框架的另一端压载配重块，配重量约20 t，防止安装框架倾覆(图2)。

第3步,在安装框架的上端指定位置放置4个承载力为240 kN的坦克车(图3)，坦克车的放置位置与滑移框架的摆放位置相适应。

第4步,在坦克车的上方放置滑移框架，滑移框架与坦克车的位置相适应，并与坦克车做简单固定。

图2 本文设计的LMU装车形式

图3 本文设计的LMU安装框架上坦克车

第5步,利用吊机将LMU吊装至滑移框架的上方，并作固定，要求固定的形式为可拆卸。

第6步,平板车行驶至组块的下方。对于组块立柱下方有滑道块阻挡的情况(图4)，平板车行驶至滑道块边上，将安装框架悬臂端的支架放置在滑道块上，在安装框架与滑移框架之间用倒链连接[6]，在安装框架的上方通过坦克车移动滑移框架，将LMU移动至组块立柱的下方，悬挂组块与LMU之间的倒链，将LMU提升调平安装。对于组块立柱下方没有滑道块阻挡的情况(图5)，平板车运载LMU直接行驶至组块立柱的正下方，悬挂至少3根20 t的倒链，将LMU提升调平安装至组块立柱的下端。

图4 本文设计的立柱下方有滑道块的LMU安装

第7步,通过实际测量，确认组块的整体尺寸满足要求，完成LMU与立柱的焊接。

图5 立柱下方无滑道块的LMU安装

2 HZ25-8 DPP组块LMU陆地安装实践

本文设计的LMU陆地安装方法成功应用于8个HZ25-8 DPP组块的陆地安装(图6)。HZ25-8 DPP组块LMU直径2 000 mm，厚度3 300 mm，单个质量35 t。 在HZ25-8 DPP组块的实际安装过程中，使用了较少的人力，利用了1台平板车和一个安装框架，仅需要提升较小的高度，在10 d内就完成了8个组块的LMU安装，整个安装过程简单方便，经济有效，且安装精度及安全可控，得到了业主的认可。对于HZ25-8 DPP组块立柱下方LMU的安装，分别通过调整平板车的位置即可实现无滑道块、有滑道块以及有垂直方向的滑道块的安装。

通过总结HZ25-8 DPP组块的实际安装经验，安装过程中需要注意以下事项：

1) 在组块的立柱下方搭设脚手架操作平台的高度，在满足焊接要求的前提下应尽可能地靠近立柱底面，这样能够最大限度的减少倒链提升的距离，降低操作难度。

图6 HZ25-8 DPP组块LMU陆地安装

2) LMU上需要至少焊接3个20 t以上的吊点，可以在LMU外筒预制时就焊接上，如果是在LMU预制完成后再焊接，吊点的焊接位置则需要避开LMU内部橡胶部位，防止焊接过程中将内部的橡胶部分损坏，从而破坏LMU。

3) 安装框架的设计高度需要综合考虑平板车的高度、LMU的高度、预留的安全空间以及倒链操作的最小空间，高度之和等于立柱与地面的距离。

4) LMU安装之前需要进行安全分析会，与使用方进行技术交底，确保使用方了解操作流程，保证安全。

3 结束语

实践证明，LMU陆地安装能够极大地节省时间和费用，已经被越来越多的项目所采用。本文设计的LMU陆地安装方法为国内首创，研发的辅助安装框架可以满足工程项目的需求，为后续项目提供了可借鉴的经验。

[1] 《海洋石油工程设计指南》编委会．海洋石油工程设计指南[S].北京：石油工业出版社，2011

[2] 中国海洋石油总公司.SY/T 10030-2002 海上固定平台规划、设计和建造的推荐做法——工作应力设计法[S].北京：石油工业出版社，2003

[3] American Institute of Steel Construction,Inc.Load and resistance factor design specification for structural steel buildings [S].2001

[4] 孙东昌，潘斌．海洋平台模块化设计与建造的研讨[J].中国海洋平台，2000，15(1)：26-27. Sun Dongchang,Pan Bin.The study on modular design and construction of offshore platform[J].China Offshore Platform,2000,15(1),26-27

[5] 中国船级社．钢质海船入级规范[M].北京：人民交通出版社，2006． [6] 高顺德，王英豪,周峰，等．基于相似模型试验的海洋平台大吨位上部组块提升系统[J].中国工程机械学报，2012，10(1)：86-92. Gao Shunde,Wang Yinghao,Zhou Feng,et al.Large-tonnage topside lifting system of offshore platform based on similar model testing[J].Chinese Journal of Construction Machinery,2012，10(1)：86-92.

(编辑：叶秋敏)

Design and practice of an onshore installation method for the buffer device LMU

Liu Chao Li Ting Lu Shengnan

(ChinaOffshoreOil(Qingdao)EngineeringCo.,Ltd.,Qingdao,Shandong266520,China)

The buffer device LMU is an essential unit required in float-over installation of large topsides. LMU is conventionally installed on legs of an offshore jacket by a floating crane, which costs a lot and has potential safety hazards because of the varying climate. In order to cut down the cost and mitigate the risk, a new method for LMU onshore installation to the topside was designed, and an installation frame was developed as a supporting device. A sliding frame is designed and placed on the installation frame for LMU sliding and lifting. Successfully used on HZ25-8 DPP, this method was proved to be easy and safe to operate and need less manpower, and also be able to meet the needs of engineering projects.

buffer device; onshore installation; installation frame; sliding frame; sliding and lifting; HZ25-8 DPP topside

刘超，男，高级工程师，2008年毕业于哈尔滨工程大学，获硕士学位，主要从事船舶与海洋工程结构加工设计工作。地址：青岛开发区连江路492号(邮编：266520)。E-mail：liuchao3@mail.cooec.com.cn。

1673-1506(2016)05-0120-04

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.05.020

TE951

A

2016-02-24 改回日期：2016-05-25