崖城項目管彙基盤PLET和PLEM的海上安裝工藝
航海技術
作者：蔣哲
摘要：介紹國內首次自主研發、製造的兩個吸力樁式管彙基盤PLET和PLEM的海上安裝技術。
關鍵詞：國內首次吸力樁式管彙基盤 PLET PLEM 海上安裝
崖城13-4氣田開發項目海管連接、臍帶纜鋪設工程是國內深海石油開發技術的一次重要探索，大部分設施構件和技術都是國產的，其中包括吸力樁式管彙基盤PLET和PLEM。管彙基盤安裝在海底，上麵設有數隻閥門，用於控製采氣樹開采出的油氣的流動。本次項目除PLET和PLEM的閥門管路為國外進口外，其他框架和吸力樁等安裝結構都是國產的。
1 水下管彙基盤PLET/PLEM的設計
作為一種典型的深水水下生產設施，水下管彙設計時需要考慮環境、安裝、檢查、維護、生產等要求，確保在壽命期內安全、可靠、穩定運行。崖城13-4自主研發的水下管彙綜合考慮了在位穩定性、安裝便捷、防漁網拖掛等各方麵因素，水下管彙基盤PLEM由上、下兩部分組成，上部分為長方體結構，具有去棱角、圓滑過渡連接的設計，極大地降低了漁船拖網鉤掛的可能性；下部分由3個均布的吸力樁通過杆件連接而成，每個樁腿直徑3米，排列近似等邊三角形，主要作用是實施水下管彙與海床的固定，並可實現水下管彙的安裝調平。水下管彙的上、下結構采用插銷的模式連接，可實現分離，即使在水下，也可方便實現上部和下部吸力樁分離，這樣就使得特殊情況下萬一水下管彙的閥門等出現故障，就可能將水下管彙上部結構與下部結構分離，拆下後吊出水麵進行維修。
目前，常用的水下管彙存在以下缺點：1.無清管功能；2.無隔離檢測功能；3.閥門不能實現水下機器人（ROV）操作。為克服上述這些缺點，在PLET的設計上進行了以下改進，水下管彙PLET設計在主管線末端預留水下清管器接口，清管作業時，由水下機器人將帶有水下管道連接器的水下清管器下放並與水下管彙鎖固。在水下管彙的主管線上安裝具有通球功能的閥門，用以實現不同時間生產井區的隔離，再在主管線上安裝帶隔離閥的三通，以便安裝檢測元件。此外，設計在水下管彙的所有閥門上安裝水下機器人ROV操作接口，水下管彙橇上的所有閥門均可實現水下機器人ROV操作，方便快捷。
2 水下管彙基盤PLET和PLEM的預製和標定
管彙基盤PLET和PLEM是由合眾公司預製的，合眾公司在車間將各部件分別預製成型之後，將PLET和PLEM運至湛江海油合眾碼頭，在湛江合眾碼頭進行了上部結構和下部結構的組裝。然後在上部結構頂上進行抽水管路的布置以及泵撬塊、水下羅經等的標定，以便PLET和PLEM安裝到海底的時候可以有可靠的參照確定PLET和PLEM的朝向和水平度。
3 原設計的PLET
預製和標定之後，用駁船將PLET和PLEM運至三亞南山基地，裝載上動力定位船“康盛口”，運至崖城13-4氣田主體區準備安裝。
4 水下管彙基盤PLET的初次安裝及改裝
2011年11月12號，作業支持船“康盛口”就位於崖城13-4氣田主體區，選擇合適的氣象窗口，經反複檢查、準備就緒後，調整到最佳船舶艏向，準備起吊PLET。PLET的吊裝設計上使用三角吊架，吊架掛鉤，然後將垂直吊索掛在PLET下部三個吸力樁的頂部吊耳上。這樣的吊索布置可避免不用吊架，直接用3根吊索起吊，PLET吊索損傷PLET上部結構的問題，相應的，豎直的3根吊索在海上吊裝時，由於船舶的搖擺和風力的影響，非常容易搖晃，給吊裝帶來較大的困難。但其實可以在三角吊架下采用6吊索的方式避免此問題。
將水下管彙PLET吊起後下放入水。在將PLET吊放至海底時，發現PLET沉放不穩，通過水下機器人ROV查看，發現水下管彙PLET在吊機未完全脫鉤的情況下，未使用抽水泵抽水的情況下，水下管彙的下部吸力樁已通過自重入泥3米左右（原設計吸力樁4米高），PLET無法發揮吸力樁的作用。
原來，海底泥質非常鬆軟，地質狀況與地質調查報告上所描述的不符，麵對突發狀況，現場經過冷靜的思考和分析後，考慮到可能有海床正好在此處，地質與勘探結果有出入，為盡快完成主區的水下安裝工作，以便“NH2鑽井船”按計劃移位到主體區，在水下安裝泵橇的協助頂升下先將PLET拔起，然後在吊機未脫鉤的情況下，冒著PLET永遠無法再次拔起的風險，緊接著在距離第一次下放安裝位置約10米的海床再次進行了第二次水下試裝，但入泥情況與第一次結果基本一樣。究其原因，主要是安裝位置的土質特性與原物探場址調查報告數據相差較大。
經過現場緊急商議，項目組立即作出應急決策：緊急將PLET運回南山基地改裝，增長吸力樁腿的長度，從原設計的4米加長至7.5米。通過業主方與上海打撈局、深圳海工、湛江合眾三家公司的通力協作，充分發揮各家單位自身的優勢，改造工作進展迅速。從緊急采辦180平方米16毫米厚的鋼板運抵合眾機械廠，到鋼材的下料、坡口加工、卷板、組對、焊接，再緊急用汽車運往南山終端，通過拖輪倒運至作業支持船“康盛口”，再連夜組對焊接加高PLET吸力樁，整個過程在四天時間內就保質保量地完成了。