FPSO直升機平臺登梯塔的設計

谷男男+周遠雄+楊芃

摘 要：我公司已先后完成了“瑪麗卡”、“薩卡里瑪”等3艘FPSO浮式生產(chǎn)儲油裝置的交付。FPSO直升機平臺登梯塔，主體為管架結構，連接著生活區(qū)及主甲板，作為登臨直升機平臺的主通道，是直升機平臺系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。本文以3艘FPSO直升機平臺登梯塔設計經(jīng)驗為基礎，簡要闡述FPSO登梯塔的設計思路及生產(chǎn)中施工問題的解決方案等問題，以期拋磚引玉，共同進步。

關鍵詞：登梯塔； FPSO直升機平臺；強度校核

中國分類號：665.1 文獻標識碼：A

Abstract： As a leading offshore engineering conversion enterprise in China， Chengxi Shipyard （Guangzhou） have completed three Floating Production Storage and Offloading Units conversion projects in the past 4 years with much experience in design of stair tower for FPSO helideck. Stair tower formed by pipe-frame structure and connected with accommodation and main deck as the major path to helideck is a very important part of the helideck system. This paper elaborates the design and construction of stair tower for FPSO helideck.

Key words： Stair tower； Helicopter platform in FPSO； Strength check

1 前言

隨著海洋油氣開發(fā)不斷向深海區(qū)域推進，用VLCC改造為FPSO由于有其鮮明的優(yōu)勢，越來越得到石油開采方的青睞。主要表現(xiàn)在生產(chǎn)周期短，一艘新的FPSO造價超過3億美元，建造周期約20多個月，若選擇超大型油輪（VLCC）改造為FPSO，造價不超過2億美元，而且目前FPSO建造采用了模塊化生產(chǎn)工藝，船體結構和上部設施可以同時施工建造。我司承建的3艘FPSO均是在300 000 DWT油輪的基礎上，改裝為30萬t級的FPSO，每艘整個工期歷時15個月左右.

我司承建的“薩卡里瑪”輪，是在30萬t油輪的基礎上，改造為30萬t級的FPSO。本文主要闡述FPSO兩大模塊——直升飛機平臺與上層建筑之間的連通結構體——直升飛機登梯塔的設計，以及建造過程中遇到的問題與解決方法，并通過對比我司承建的前2個FPSO項目的登梯塔，分析本次設計中的亮點。

2 登梯塔本體結構的設計思路

“薩卡里瑪”輪的前身是一艘VLCC油輪，主尺度總長319.1 m，型寬58 m，型深31 m，改裝后，尾部將有一個直升機平臺，在距離直升機平臺前方32 m處，是可容納140人居住的上層建筑，登梯塔的作用是連接直升機平臺和上層建筑兩大模塊。本項目的登梯塔，設置了左右兩個對稱主進出的主通道，登梯塔效果圖見圖1。另在直升機平臺尾部設置的緊急通道通往A-DECK，僅限于應急狀態(tài)下使用。

該項目設置了兩條主通道以及一條應急通道的做法，進一步提高了安全系數(shù)。

2.1 登梯塔本體結構的設計思路

直升機平臺距A甲板面的高度為17.75 m，梯塔的最頂端平臺（NO.1 平臺）應與直升機平臺高度有一個安全距離，因此梯塔的頂端平臺高度為距A甲板16.115 m；最底層平臺（NO.3 平臺）通過廊道與生活區(qū)相連接，由于生活區(qū)在船寬方向上不連續(xù)，只有B-DECK&C-DECK是連續(xù)平臺（見圖2），為了方便船員能夠從任意位置通往直升機坪和生活區(qū)，因此選用B-DECK或C-DECK和NO.3 平臺連接，通過模型放樣，C-DECK與NO.3 平臺連接為宜，雖然此處有高度差，但相差最小，通過在廊道搭設斜梯，可形成通道。

考慮到登梯塔的消防設備必須有足夠的壓力差，保證滅火設備有足夠的水壓，因此消防設備必須放置在NO.3 平臺。本項目中，在登梯塔的主體結構的NO.3 平臺設置了一個長1 200 ×寬1 200的延伸結構平臺，消防設備安放在該平臺延伸的位置上既能能夠節(jié)省空間，又不干擾主通道的通行，在緊急狀況下使消防設備能最快的發(fā)揮效用。

2.2 直升機平臺的連接

由于直升機平臺自身就是一個大型鋼結構。在海上遇到各種海況，會產(chǎn)生橫搖縱搖等各個方向的運動，登梯塔自身高度有16 m以上，也是一個較大型鋼結構，若是直升機登梯塔最上層平臺與直升機坪做剛性連接，登梯塔的強度和穩(wěn)性勢必會受到直升機平臺各方向運動的影響。登梯塔自身主要以4根方管做主體支撐外，NO.1 平臺（與直升機坪等高）與直升機坪做彈性連接，本項目是采用一段槽鋼，一端通過墊片與直升機坪端部焊接200 mm，另一端通過TEFLON墊片搭接在登梯塔平臺下面200 mm，此處不用焊接，為了使登梯塔水平上位移不受限制，只限制上下位移，這樣能夠提高登梯塔的穩(wěn)性，見圖3。TEFLON墊片是耐磨墊片，能減少梯塔與槽鋼經(jīng)常性的摩擦造成的磨損。直升機平臺和登梯塔之間還留有一定的間隙，避免登梯塔和直升機平臺相互運動時發(fā)生碰撞。

2.3 直升機坪與生活區(qū)的連接

由于受到機艙棚風帽的影響，連接生活區(qū)和登梯塔的廊道的高度只能高于風帽的高度，廊道一端與登梯塔的最下一層平臺對接，另一端與生活區(qū)的C-DECK連接，中間部分支撐在煙囪結構上。由于C-DECK與登梯塔最底層有高度差，故廊道上需要分層處理。

3 生產(chǎn)設計和施工過程中產(chǎn)生的問題以及解決方案

3.1 支撐下端變形處理

根據(jù)結構強度校核結果，發(fā)現(xiàn)梯塔方管支撐的下端易變形，ABS退審也提出相同問題。解決方案是：原來4根支撐方管尺寸是300*200*12，現(xiàn)在將最下端1 m范圍的方管換成300*200*15，但是由于材料采購受限制，此方管不易采購，經(jīng)過和生產(chǎn)部門協(xié)商，采用15 mm鋼板壓制而成（見圖4），此方案經(jīng)過重新強度校核，滿足要求，同時也得到船東和船檢認可。

3.2 機艙棚攔水扁鐵處理

梯塔方管支撐與甲板反面強橫梁和縱向強力構件上下對齊來滿足強度要求并消除“硬點”，通過放樣，其中一根方管需要落在機艙棚后壁上，方管一面與機艙橫壁對齊，由于機艙圍壁高度要超出機艙棚頂板90mm當作攔水扁鐵用，這樣方管支撐與攔水扁鐵會產(chǎn)生干涉。解決方案是：為了保證攔水扁鐵的連續(xù)性以及避免挖換板材，在方管上與攔水扁鐵干涉的一面上開90 mm槽與攔水扁鐵對口焊接，這樣也能夠滿足強度要求，也能保證方管和攔水扁鐵的完整性（見圖5）。

3.3 消防設備的定位

消防設備初始設計時只考慮水壓和不影響主通道上人員的正常通行，消防設備放置在NO.3 平臺下面的一層平臺NO.4 平臺上，并在NO.4 平臺和NO.3 平臺之間架設直梯，見圖6。這樣設計的缺點是生活區(qū)和直升機坪上的船員在發(fā)生火災時不能夠快速方便地獲取消防設備。改進的方案是，在保證水壓滿足條件的情況下將消防設備安放在NO.3 平臺的延伸平臺上，見圖7，優(yōu)點如前所述，另外取消了NO.4 平臺，減輕了梯塔自重，節(jié)省了材料。

4 結束語

直升飛機登梯塔是直升機平臺系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。而FPSO“薩卡里瑪”直升機平臺登梯塔的設計是FPSO“伊利亞貝拉”及“瑪麗卡”項目經(jīng)驗的總結和提高。與前兩個項目相比，不但設計及建造周期縮短了，建造質(zhì)量也得到了很大的提高，為公司承接其他FPSO的改裝建造提供了有力的技術保證。endprint