柔性气囊助浮法拆除导管架技术研究

jimosea

近年来，导管架平台的弃置拆除技术已经成为国内外海洋工程领域的研究热点。Sanders等对导管架平台的倾覆拆除技术进行了研究，这种方式不需要运输船，只需要大型浮吊和驳船配合提吊拆除上部组块，缩短了作业周期和降低了施工风险。针对大型浮吊档期紧张以及日租费高昂的现状，Andresen提出了TML双船配合压载顶升系统，分析该方法的技术可行性以及经济性，为海上拆除作业增加了一种新式思路。国外已经建造了使用浮托法进行海洋平台上部组块整体拆除的施工装备，ALLSEAS公司建造的Pioneering Spirit号双体船已经用于海洋平台的拆除业务，这是目前国际上最成熟的大型海洋平台浮托拆除施工装备，可以在复杂海域进行浮托拆除施工作业。国内研究人员也对浮吊拆除法、浮托拆除法等进行了多方面研究，取得了一定的进展，可以为我国目前的导管架平台拆除提供技术指导。




现有的导管架拆除技术，主要有大型浮吊提吊拆除法、气囊浮筒助浮配合小型浮吊提吊的方法，以及背拉拆除法。这些方法的主要缺点有：浮吊日租费高昂、浮筒助浮＋浮吊配合施工作业过程复杂；背拉法海上施工难度高，需要两侧背拉系统同步配合等。大型拆除导管架装备，如Pioneering Spirit号双体船，施工能力强大，但是造价极高且吃水大，对于浅水海域弃置的导管架平台，无法进入实施拆除。


即将弃置拆除的QK18-2导管架平台，平台海域水深7.8 m，大型浮吊难以进入作业。为此提出采用柔性气囊助浮拆除导管架技术，施工过程中，将气囊绑扎在导管架上，切割断桩腿后，利用气囊充气膨胀提供的浮力起升导管架。文中通过气囊和导管架系统的受力分析，确定了所需气囊的数量和绑扎位置，计算分析了导管架桩腿切断后风浪流引起的运动，设计了多点系泊系统控制导管架的水平漂移，通过水动力计算分析，验证了系泊系统控制导管架运动的可行性。



文中以渤海QK18-2平台导管架拆除为例，制订气囊助浮法拆除方案，分析了气囊助浮法施工过程导管架的水动力特性及安全可行性。主要结论如下：

1)文中提出的气囊助浮法，可以使导管架和气囊系统浮起，并且具有足够的浮力储备。

2)导管架和气囊系统漂浮在水中的浮态良好，完整稳性满足在位漂浮及海上湿拖运输安全要求。

3)四钢缆构成的系泊系统布置，满足导管架系统限位的要求，纵荡和横荡运动较小，钢缆的强度也满足要求。

4)海况一作业时，导管架系统的运动包括横摇和垂荡运动较小，不会触底，施工过程安全，建议选择有效波高1.0 m海洋环境为拆除施工作业窗口。