柔性氣囊助浮法拆除導(dǎo)管架技術(shù)研究

jimosea

近年來，導(dǎo)管架平臺的棄置拆除技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外海洋工程領(lǐng)域的研究熱點。Sanders等對導(dǎo)管架平臺的傾覆拆除技術(shù)進(jìn)行了研究，這種方式不需要運輸船，只需要大型浮吊和駁船配合提吊拆除上部組塊，縮短了作業(yè)周期和降低了施工風(fēng)險。針對大型浮吊檔期緊張以及日租費高昂的現(xiàn)狀，Andresen提出了TML雙船配合壓載頂升系統(tǒng)，分析該方法的技術(shù)可行性以及經(jīng)濟(jì)性，為海上拆除作業(yè)增加了一種新式思路。國外已經(jīng)建造了使用浮托法進(jìn)行海洋平臺上部組塊整體拆除的施工裝備，ALLSEAS公司建造的Pioneering Spirit號雙體船已經(jīng)用于海洋平臺的拆除業(yè)務(wù)，這是目前國際上最成熟的大型海洋平臺浮托拆除施工裝備，可以在復(fù)雜海域進(jìn)行浮托拆除施工作業(yè)。國內(nèi)研究人員也對浮吊拆除法、浮托拆除法等進(jìn)行了多方面研究，取得了一定的進(jìn)展，可以為我國目前的導(dǎo)管架平臺拆除提供技術(shù)指導(dǎo)。




現(xiàn)有的導(dǎo)管架拆除技術(shù)，主要有大型浮吊提吊拆除法、氣囊浮筒助浮配合小型浮吊提吊的方法，以及背拉拆除法。這些方法的主要缺點有：浮吊日租費高昂、浮筒助浮＋浮吊配合施工作業(yè)過程復(fù)雜；背拉法海上施工難度高，需要兩側(cè)背拉系統(tǒng)同步配合等。大型拆除導(dǎo)管架裝備，如Pioneering Spirit號雙體船，施工能力強(qiáng)大，但是造價極高且吃水大，對于淺水海域棄置的導(dǎo)管架平臺，無法進(jìn)入實施拆除。


即將棄置拆除的QK18-2導(dǎo)管架平臺，平臺海域水深7.8 m，大型浮吊難以進(jìn)入作業(yè)。為此提出采用柔性氣囊助浮拆除導(dǎo)管架技術(shù)，施工過程中，將氣囊綁扎在導(dǎo)管架上，切割斷樁腿后，利用氣囊充氣膨脹提供的浮力起升導(dǎo)管架。文中通過氣囊和導(dǎo)管架系統(tǒng)的受力分析，確定了所需氣囊的數(shù)量和綁扎位置，計算分析了導(dǎo)管架樁腿切斷后風(fēng)浪流引起的運動，設(shè)計了多點系泊系統(tǒng)控制導(dǎo)管架的水平漂移，通過水動力計算分析，驗證了系泊系統(tǒng)控制導(dǎo)管架運動的可行性。



文中以渤海QK18-2平臺導(dǎo)管架拆除為例，制訂氣囊助浮法拆除方案，分析了氣囊助浮法施工過程導(dǎo)管架的水動力特性及安全可行性。主要結(jié)論如下：

1)文中提出的氣囊助浮法，可以使導(dǎo)管架和氣囊系統(tǒng)浮起，并且具有足夠的浮力儲備。

2)導(dǎo)管架和氣囊系統(tǒng)漂浮在水中的浮態(tài)良好，完整穩(wěn)性滿足在位漂浮及海上濕拖運輸安全要求。

3)四鋼纜構(gòu)成的系泊系統(tǒng)布置，滿足導(dǎo)管架系統(tǒng)限位的要求，縱蕩和橫蕩運動較小，鋼纜的強(qiáng)度也滿足要求。

4)海況一作業(yè)時，導(dǎo)管架系統(tǒng)的運動包括橫搖和垂蕩運動較小，不會觸底，施工過程安全，建議選擇有效波高1.0 m海洋環(huán)境為拆除施工作業(yè)窗口。