軟性氣囊在導(dǎo)管架安裝中的優(yōu)勢分析與應(yīng)用探討

永泰長榮

優(yōu)化海洋平臺導(dǎo)管架安裝技術(shù)，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(shè)計等方面的優(yōu)越性 和軟性氣囊在導(dǎo)管架下水安裝中的優(yōu)勢。軟性氣囊在海洋工程領(lǐng)域尚缺乏充足的工程應(yīng)用經(jīng)驗。本文提出軟性氣囊工程應(yīng) 用的幾點建議可供參考。全面掌握軟性氣囊助浮技術(shù)，可帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[關(guān)鍵詞] 導(dǎo)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(lǐng)域不斷的深入 探索與研究，優(yōu)化海洋工程平臺導(dǎo)管架安裝技術(shù) 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(fù)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(dǎo)  管架安裝設(shè)計研究和工程應(yīng)用趨勢。鑒于此，已 有引入軟性氣囊助浮導(dǎo)管架海上安裝的相關(guān)研究 p-1和專利。相關(guān)研究表明，與鋼制浮筒相比， 軟性氣囊能使滑移下水導(dǎo)管架擺脫增加鋼結(jié)構(gòu)尺 寸來獲取更高的儲備浮力(即剩余浮力比)的干 擾，提高導(dǎo)管架海上安裝的經(jīng)濟(jì)性。

然而，軟性氣囊的工程應(yīng)用還處于科研階 段，工程應(yīng)用案例僅在渤海海域個別工程項目上 得到相關(guān)設(shè)計功能的驗證，如綁扎、耐壓、回收 設(shè)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(shè)計等關(guān)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(jìn)行描述，對軟性氣囊的優(yōu)勢進(jìn)行詳盡分析和 應(yīng)用建議，為后續(xù)研究設(shè)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(jié)構(gòu)物即導(dǎo)管架，借助鋼制浮筒來實現(xiàn)一定的儲備浮力，滿足導(dǎo)管架下水 安裝的需要。在導(dǎo)管架陸地建造階段，將鋼制浮 筒安裝于導(dǎo)管架前端部導(dǎo)管腿上，并進(jìn)行充氣打 壓作業(yè)。鋼制浮筒見圖1。鋼制浮筒結(jié)構(gòu)通過外加浮筒于導(dǎo)管架頂端為導(dǎo)管架下水安裝提供了足夠的儲備浮力，滿足了導(dǎo)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(yīng)用，該技術(shù)相當(dāng)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(fēng)險，且海上拆除回收的鋼制浮筒很難重復(fù)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(fù)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(fù)利用、優(yōu)化結(jié)構(gòu) 設(shè)計等特點，深受海洋工程領(lǐng)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(jié)構(gòu)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(shù)有嚴(yán)格的設(shè)計、建造 和安裝標(biāo)準(zhǔn)，滿足導(dǎo)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(shè)計工作壓力的3倍。目前已 在渤海區(qū)域渤中某導(dǎo)管架和錦州某導(dǎo)管架海上安 裝得到應(yīng)用，成功驗證了軟性氣囊在導(dǎo)管架下水 安裝過程中的綁扎設(shè)計、耐壓和充放氣系統(tǒng)、助 浮、水下拆除回收設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)的可靠性，工 程應(yīng)用案例見圖3。

圖3 渤中和錦州項目軟性氣囊工程應(yīng)用案例