軟性氣囊在導管架安裝中的優(yōu)勢分析與應用探討

永泰長榮

優(yōu)化海洋平臺導管架安裝技術，提供一種新型可靠可行的安裝方式，降低工程成本，已成為迫切需要解決的問 題。本文通過對軟性氣囊和鋼制浮簡的對比分析，展示軟性氣囊在儲備浮力性價比、工程成本和優(yōu)化設計等方面的優(yōu)越性 和軟性氣囊在導管架下水安裝中的優(yōu)勢。軟性氣囊在海洋工程領域尚缺乏充足的工程應用經(jīng)驗。本文提出軟性氣囊工程應 用的幾點建議可供參考。全面掌握軟性氣囊助浮技術，可帶來良好的經(jīng)濟效益。

[關鍵詞] 導管架；軟性氣囊；鋼制浮簡；充放氣控制系統(tǒng)

近幾年來，隨著對海洋工程領域不斷的深入 探索與研究，優(yōu)化海洋工程平臺導管架安裝技術 方案，減輕對大型浮吊資源的依賴程度凹，提供 一種新型可靠、可行且可回收重復利用的安裝方 式，降低工程成本，已成為今后海洋工程平臺導  管架安裝設計研究和工程應用趨勢。鑒于此，已 有引入軟性氣囊助浮導管架海上安裝的相關研究 p-1和專利。相關研究表明，與鋼制浮筒相比， 軟性氣囊能使滑移下水導管架擺脫增加鋼結構尺 寸來獲取更高的儲備浮力(即剩余浮力比)的干 擾，提高導管架海上安裝的經(jīng)濟性。

然而，軟性氣囊的工程應用還處于科研階 段，工程應用案例僅在渤海海域個別工程項目上 得到相關設計功能的驗證，如綁扎、耐壓、回收 設計等，而軟性氣囊助浮替代大型浮吊資源或?qū)?管架注水放空系統(tǒng)優(yōu)化設計等關鍵功能還未能在 工程中實踐。本文通過軟性氣囊和鋼制浮筒的特 點進行描述，對軟性氣囊的優(yōu)勢進行詳盡分析和 應用建議，為后續(xù)研究設計工作提供參考。

1傳統(tǒng)助浮—鋼制浮筒特點

一種海洋平臺下水結構物即導管架，借助鋼制浮筒來實現(xiàn)一定的儲備浮力，滿足導管架下水 安裝的需要。在導管架陸地建造階段，將鋼制浮 筒安裝于導管架前端部導管腿上，并進行充氣打 壓作業(yè)。鋼制浮筒見圖1。鋼制浮筒結構通過外加浮筒于導管架頂端為導管架下水安裝提供了足夠的儲備浮力，滿足了導管架下水安裝的需求，尤其在深水海域?qū)Ч芗芟滤惭b中被廣泛應用，該技術相當成熟。但鋼制浮筒的制作、安裝和拆除工作難度大和費用較高，高空安裝和海上拆除工作具有一定風險，且海上拆除回收的鋼制浮筒很難重復利用。

圖1 鋼制浮筒

2新型助浮一軟性氣囊特點

與海洋工程傳統(tǒng)鋼制浮筒相比，軟性氣囊具有充氣方便、重量輕、便于運輸、耐磨、便于安裝和拆除、可重復使用、儲存空間 小等優(yōu)點，尤其軟性氣囊所具備的 儲備浮力性價比高、工程成本低、 安全靈活、可重復利用、優(yōu)化結構 設計等特點，深受海洋工程領域的 歡迎。目前國內(nèi)外的軟性氣囊可選 尺寸一般為直徑0.5～2.0m,  長度 8～30m, 其本體材質(zhì)為橡膠，外表面由尼龍繩網(wǎng)套包裹，現(xiàn)場實物結構見圖2。

圖2 軟性氣囊

軟性氣囊因其柔性特點，對其材質(zhì)耐壓性、 安裝固定和拆除回收等技術有嚴格的設計、建造 和安裝標準，滿足導管架下水安裝工況需求，其 中軟性氣囊的耐壓性主要由其安全系數(shù)選擇來決 定， 一般不小于設計工作壓力的3倍。目前已 在渤海區(qū)域渤中某導管架和錦州某導管架海上安 裝得到應用，成功驗證了軟性氣囊在導管架下水 安裝過程中的綁扎設計、耐壓和充放氣系統(tǒng)、助 浮、水下拆除回收設計等關鍵技術的可靠性，工 程應用案例見圖3。

圖3 渤中和錦州項目軟性氣囊工程應用案例