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海洋石油工程吊装管理分析

2022-05-06 15:16 来源:石油工程论文 人参与在线咨询

摘 要:海洋石油工程中,吊装作业是项目的重要环节之一,几乎所有项目都会涉及物料、机具的吊装倒运。对于吊装来说,任何意外事故都会造成财产损失或者人员伤害,进而影响到项目的施工进度。面对着大小不同、重量不一的被吊物,选择合适的吊装方法,并进行合理的风险控制,就显得尤为重要。阐述了海洋石油工程中的吊装方法以及吊装过程中的风险控制。

关键词:海洋石油;工程;吊装;风险控制

过去几十年,石油工业从陆地到海洋,从浅海到深海再到超深海不断扩张。国际能源署估计,全球油气资源量三分之一位于海洋。海洋油气的产量和储量一直保持较快增长,随着海洋石油事业的不断发展壮大,海上石油平台、FPSO等海上设施都在快速发展,也带动了海洋油气管道技术及装备市场的迅猛发展,海上石油平台的建造数量不断增加。在海洋平台设施改造及运维过程中,各类钢结构、管道、设备、机具等物料,其尺寸和重量也存在着较大差距,从几十公斤到上百吨,因此如何将这些物料倒运、安装到位,就给吊装施工提出了很高的要求,这就要求在不影响平台正常生产,保证平台设施安全的前提下,完成吊装施工,本文重点对海洋石油工程中的吊装方法及风险控制进行了分析。

1吊装机具及其应用场所

吊装机具是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的设备及配套装置[1],其主要作用是完成重物的位移,从而达到减轻劳动强度,提高劳动生产率的目的。吊装机具一般可以分为起重吊装的设备和配套装置。起重吊装设备主要包括桥式起重机、门式起重机、塔式起重机、汽车吊、履带吊、升降机、起重船等,以及附属装置,如钢绳、滑轮、索环、平衡仪、扣钉、吊架孔和挂钩等。桥式、门式起重机广泛应用于工矿企业、港口码头、仓储物流等;塔式起重机主要用于房屋建筑、市政建设、设备安装等场所;汽车吊、履带吊等流动式起重机,因其机动灵活,能带载或空载情况下,沿无轨道路行驶,广泛应用于港口、车站、货场和工厂等货物装卸、建筑施工、设备安装;起重船主要应用于海洋及内河的桥梁建设、设备设施安装、打捞等作业;此外还有一些轻小型起重设备(如倒链),体积小、重量轻,安装搬运方便,特别适用于维修工作。

2海洋石油工程常用的吊装方法

在海洋石油工程项目中,受到海上空间狭小、海洋环境的影响,主要的吊装方式有:①利用平台吊机进行的吊装作业,主要用于人员的上下平台、施工和生产物料的吊装倒运、部分设备和管道的安装就位等。②采用起重船进行的吊装作业,主要用于平台导管架及上部组块的吊装就位、大型设备的安装、海底管缆的安装维修等。③采用临时工装结构的吊装作业,主要用于平台吊机吊装能力范围外的小型设备的吊装就位、结构组对等。④采用倒链等手动机具的吊装作业,主要用于顶层甲板以下的物料倒运、管道和结构安装、设备的维修更换等。⑤采用塔式起重机的吊装作业,主要用于平台不具备吊机、维修改造复杂的项目工作。以上介绍的五种吊装方法中,采用平台吊机的方式吊装作业,是海上最常用,几乎每天都要涉及的工作,在吊装前需要和平台指挥人员沟通和计划。由于吊机属于平台自有设备,本文不多做分析和赘述,但是,平台吊机受到吊装范围、吊重能力限制,需要用到另外的四种方法,下面将对于这些吊装方式和风险控制进行着重分析。

3起重船的吊装和风险控制

3.1起重船的吊装

起重船的吊装是目前海上平台导管架、上部组块、大型设备及海底管缆安装铺设最常用的方式[2]。吊装重量也从几百吨发展到近万吨,而且还在不断的上升发展。在海洋工程项目中,结构模块及设备的重量很多都超出了平台吊机的吊装能力,这就需要我们选用适合的起重船舶。

3.2起重船吊装的风险控制

由于起重船吊装作业,被吊物重量大,一旦发生事故,救援困难,定会造成严重的经济损失,甚至人员的伤亡。根据有关的规定,起重船和被吊物的拖航,海上吊装,属于重大作业,在施工前,一定要将可能发生的风险进行分析,管控措施做到位,主要从以下几方面重点考虑:(1)起重船及附属船舶的检验。起重船一般为无动力船舶,需要使用拖轮将其拖航到施工地点,被吊物由于重量较大,也要用专门的驳船运输,这些船舶在使用前,需要进行有针对性的检验。检查时,首先要检查船舶和人员的证书,其次要对船舶的消防、救生、通讯、主机等系统进行检查;对于拖轮,要重点检查拖缆情况,有无备用缆;对于主作业的起重船舶,要对吊机的钢丝绳、控制系统、吊臂长度、吊重曲线以及船舶的锚泊系统进行检查。(2)起重船吊装前进行设计和计算。从被吊物陆地装船,到海上运输,再到海上吊装,都需要进行理论的设计计算,包括装船时的结构焊接固定、航行中的稳性、抛锚位置图、起重船吊机把杆高度、吊重能力和被吊物与平台的相对距离等。(3)如果涉及多个船舶配合作业,在作业前,要组织各船舶关键岗位人员进行交底会,确定材料准备情况、航行和吊装配合细节、风险和应对措施、应急预案等。另外,多船舶配合,应统一通讯频道,保证通讯畅通也较为关键。(4)起重船在吊装时,除按照常规吊装安全规定外,由于被吊物体积较大,需要统一专人指挥,各岗位分工明确,保证通讯畅通,穿戴救生衣和正确使用安全带等。起重船的吊装作业,不容小视,要求把风险想在前,把工作做在前,这样才能更大程度地避免经济财产损失和人员伤害事故的发生。

4临时工装的吊装和风险控制

4.1临时工装的吊装方法及应用

采用临时工装的吊装,是在平台吊机范围和吊重能力之外,同时为了节约租用起重船的费用,所采用的吊装方法。其结构形式也多种多样,有门式、吊臂式、桥式和框架式等,牵引装置多采用卷扬机、电动葫芦等电动起升设备。近年来,在平台泵类、容器类等设备安装施工,多次采用此类吊装方式。此种方式在实施前,需要通过设计校核和现场勘查调研,制定出采用的吊装设备,并结合滑轮组及结构框架的形式制定吊装方案(图1)。

4.2临时工装的吊装风险控制

既然是临时工装,其尺寸和形式不固定,每次吊装前,都需要进行焊接、组对和组装,这种不固定性,势必也会带来一些风险。首先,要对临时工装的结构强度进行设计校核,滑轮组缠绕方式的计算,还要对原有平台甲板结构强度进行校核,此种方法多数情况,被吊物不能一步到位,往往还需要对拖动路线进行结构强度校核,对平台桩基承载力进行校核,同时所出具的图纸和计算报告,需要经过第三方机构的审核认可。其次,按照设计图纸安装焊接起重用设备、滑轮组、起重吊耳等,组装连接起重系统,临时工组装好后,应进行临时工装结构的吊重试验。如涉及两台起升设备,需要使用同步器保证两台设备能够同步运行。进行试重试验时,要先对单台设备进行逐步加载试验,直至加载到额定重量的1.25倍,如两台设备同步使用,需进行同步试验和逐步加载试验,试验重量为被吊物的1.25倍,并出具试验报告,内容包括空载试验和试重试验结果。最后,临时工装吊装,都是从船舶甲板上,吊装就位,指挥人员与船舶人员协调配合,也是很重要的环节。临时工装的吊装方式,一般吊重在几吨或者十几吨,二十多吨的情况并不是很多。由于临时工装在现场组装过程,人为风险因素较大,一旦失误,也会产生严重后果,因此,为了保证安全,不推荐采用此种方式吊装30t以上的货物。

5常用手动起重机具和风险控制

5.1常用的手动起重机具及应用

目前,海上工程项目常用的手动起重机具主要是倒链和千斤顶。其中,以倒链的使用最为广泛,倒链因其重量轻便,在物料的平移拖拉、结构组对、管线安装、设备就位等方面发挥着很大的作用。千斤顶主要用于重量较重的设备的短距离水平或者垂直方向的调整。在我公司承揽的项目中,由于都涉及平台设施改造,倒链就成为必须使用的工具。除物料倒运外,比较典型的倒链吊装就是外扩甲板的组对和设备的就位。通过选择合适的挂点,吊装结构和移动设备,再辅助利用千斤顶的小距离起重作业,往往能够完成几十甚至上百吨设备的精准就位。

5.2常用的手动起重机具吊装的风险控制

手动起重工具在施工中,虽然吊重不大,但是使用如此频繁,如果不进行风险管控,发生事故的概率会极大增加。所以要选择合适挂点进行倒链悬挂,挂点可以是吊耳或者型钢抱卡。吊耳焊接完成,需要进行无损检验。型钢抱卡可以随时调整倒链的位置,以达到合适的吊装角度。使用千斤顶时,也要选择好支撑点,确定甲板下部有型钢支撑。使用倒链、千斤顶时,往往多台同时动作,需要统一指挥,协调配合。

6塔式起重机的吊装和风险控制

6.1塔式起重机在海上平台的应用

塔式起重机主要用于房屋建筑、市政建设、设备安装等场所,其应用都是在陆地,但是在某海洋工程项目中,针对平台储罐的维修使用了一次塔式起重机,这也是目前海上平台唯一一次使用塔式起重机。因罐区平台上未安装吊机,仅有一台距离甲板面4.5m的2t电动葫芦,此电动葫芦无法满足工作量大、范围大的维修需求,且电动葫芦的钩速很慢,无法满足几百吨物料吊装量的要求。同时由于项目工期较长,使用起重船舶也会受到天气和海况的影响,工期无法控制。临时工装结构施工量大,吊装范围也受到局限,也不宜采用。最终选定了采用塔式起重机的吊装方式。

6.2塔式起重机吊装的风险控制

采取塔吊的吊装方式,提高了项目的施工效率,顺利完成了施工任务。塔吊在海上平台使用,应进行的安全管控措施,总结如下:(1)塔吊在海上使用,不但严格按照陆地塔吊管理的要求,还要结合海上的情况。在使用塔吊前,对塔吊人员资质、设备的证书严格检查。(2)考虑到塔吊驾驶员攀爬安全,在塔吊上部放置防坠器,上下塔吊必须佩带,上下塔吊可以更换成胶底鞋,方便攀爬,在施工区域走动,必须穿高帮劳保工鞋。(3)塔吊的抗风能力一般在10级以下,一旦超过10级以上风力,需要进行紧急拆除,一方面聘请专职天气预报员,提前掌握天气动态,另一方面做好应急准备,提前锁定起重船资源。工程项目中成功在海上使用塔吊,为海上平台的吊装作业开辟了一条新路。塔吊确实也具备占地面积小、吊装范围广的特点。塔吊的海上应用,在一些平台结构单一的简易平台,且不具备吊装设备的平台上,还应该注意避免在大风频繁的季节使用,或者与塔吊制造厂家定做塔体抗风能力强的塔吊。

7结束语

海洋石油事业正在飞速发展,在发展中,建立了始终把安全放在首位的理念。海洋石油工程为发展奠定了基础,铺平了道路。吊装作业作为海上工程项目不可缺少的部分,必须要重视吊装安全。结合现场施工经验,对于海洋石油工程的吊装方法进行了汇总,并对各种吊装方法安全管控的重点进行了初步的分析和探讨,希望能为今后海上施工的吊装工作,从技术和管理上提供一些借鉴。

作者:郑松林 韩宁 单位:中海油能源发展装备技术有限公司

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