海洋石油工程吊裝管理分析

鄭松林，韓 寧

（中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司，天津 300452）

過去幾十年，石油工業(yè)從陸地到海洋，從淺海到深海再到超深海不斷擴張。國際能源署估計，全球油氣資源量三分之一位于海洋。海洋油氣的產(chǎn)量和儲量一直保持較快增長，隨著海洋石油事業(yè)的不斷發(fā)展壯大，海上石油平臺、FPSO等海上設(shè)施都在快速發(fā)展，也帶動了海洋油氣管道技術(shù)及裝備市場的迅猛發(fā)展，海上石油平臺的建造數(shù)量不斷增加。在海洋平臺設(shè)施改造及運維過程中，各類鋼結(jié)構(gòu)、管道、設(shè)備、機具等物料，其尺寸和重量也存在著較大差距，從幾十公斤到上百噸，因此如何將這些物料倒運、安裝到位，就給吊裝施工提出了很高的要求，這就要求在不影響平臺正常生產(chǎn)，保證平臺設(shè)施安全的前提下，完成吊裝施工，本文重點對海洋石油工程中的吊裝方法及風(fēng)險控制進行了分析。

1 吊裝機具及其應(yīng)用場所

吊裝機具是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移動重物的設(shè)備及配套裝置[1]，其主要作用是完成重物的位移，從而達到減輕勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率的目的。吊裝機具一般可以分為起重吊裝的設(shè)備和配套裝置。

起重吊裝設(shè)備主要包括橋式起重機、門式起重機、塔式起重機、汽車吊、履帶吊、升降機、起重船等，以及附屬裝置，如鋼繩、滑輪、索環(huán)、平衡儀、扣釘、吊架孔和掛鉤等。橋式、門式起重機廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、港口碼頭、倉儲物流等；塔式起重機主要用于房屋建筑、市政建設(shè)、設(shè)備安裝等場所；汽車吊、履帶吊等流動式起重機，因其機動靈活，能帶載或空載情況下，沿?zé)o軌道路行駛，廣泛應(yīng)用于港口、車站、貨場和工廠等貨物裝卸、建筑施工、設(shè)備安裝；起重船主要應(yīng)用于海洋及內(nèi)河的橋梁建設(shè)、設(shè)備設(shè)施安裝、打撈等作業(yè)；此外還有一些輕小型起重設(shè)備（如倒鏈），體積小、重量輕，安裝搬運方便，特別適用于維修工作。

2 海洋石油工程常用的吊裝方法

在海洋石油工程項目中，受到海上空間狹小、海洋環(huán)境的影響，主要的吊裝方式有：①利用平臺吊機進行的吊裝作業(yè)，主要用于人員的上下平臺、施工和生產(chǎn)物料的吊裝倒運、部分設(shè)備和管道的安裝就位等。②采用起重船進行的吊裝作業(yè)，主要用于平臺導(dǎo)管架及上部組塊的吊裝就位、大型設(shè)備的安裝、海底管纜的安裝維修等。③采用臨時工裝結(jié)構(gòu)的吊裝作業(yè)，主要用于平臺吊機吊裝能力范圍外的小型設(shè)備的吊裝就位、結(jié)構(gòu)組對等。④采用倒鏈等手動機具的吊裝作業(yè)，主要用于頂層甲板以下的物料倒運、管道和結(jié)構(gòu)安裝、設(shè)備的維修更換等。⑤采用塔式起重機的吊裝作業(yè)，主要用于平臺不具備吊機、維修改造復(fù)雜的項目工作。

以上介紹的五種吊裝方法中，采用平臺吊機的方式吊裝作業(yè)，是海上最常用，幾乎每天都要涉及的工作，在吊裝前需要和平臺指揮人員溝通和計劃。由于吊機屬于平臺自有設(shè)備，本文不多做分析和贅述，但是，平臺吊機受到吊裝范圍、吊重能力限制，需要用到另外的四種方法，下面將對于這些吊裝方式和風(fēng)險控制進行著重分析。

3 起重船的吊裝和風(fēng)險控制

3.1 起重船的吊裝

起重船的吊裝是目前海上平臺導(dǎo)管架、上部組塊、大型設(shè)備及海底管纜安裝鋪設(shè)最常用的方式[2]。吊裝重量也從幾百噸發(fā)展到近萬噸，而且還在不斷的上升發(fā)展。在海洋工程項目中，結(jié)構(gòu)模塊及設(shè)備的重量很多都超出了平臺吊機的吊裝能力，這就需要我們選用適合的起重船舶。

3.2 起重船吊裝的風(fēng)險控制

由于起重船吊裝作業(yè)，被吊物重量大，一旦發(fā)生事故，救援困難，定會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，甚至人員的傷亡。根據(jù)有關(guān)的規(guī)定，起重船和被吊物的拖航，海上吊裝，屬于重大作業(yè)，在施工前，一定要將可能發(fā)生的風(fēng)險進行分析，管控措施做到位，主要從以下幾方面重點考慮：

（1）起重船及附屬船舶的檢驗。起重船一般為無動力船舶，需要使用拖輪將其拖航到施工地點，被吊物由于重量較大，也要用專門的駁船運輸，這些船舶在使用前，需要進行有針對性的檢驗。檢查時，首先要檢查船舶和人員的證書，其次要對船舶的消防、救生、通訊、主機等系統(tǒng)進行檢查；對于拖輪，要重點檢查拖纜情況，有無備用纜；對于主作業(yè)的起重船舶，要對吊機的鋼絲繩、控制系統(tǒng)、吊臂長度、吊重曲線以及船舶的錨泊系統(tǒng)進行檢查。

（2）起重船吊裝前進行設(shè)計和計算。從被吊物陸地裝船，到海上運輸，再到海上吊裝，都需要進行理論的設(shè)計計算，包括裝船時的結(jié)構(gòu)焊接固定、航行中的穩(wěn)性、拋錨位置圖、起重船吊機把桿高度、吊重能力和被吊物與平臺的相對距離等。

（3）如果涉及多個船舶配合作業(yè)，在作業(yè)前，要組織各船舶關(guān)鍵崗位人員進行交底會，確定材料準(zhǔn)備情況、航行和吊裝配合細節(jié)、風(fēng)險和應(yīng)對措施、應(yīng)急預(yù)案等。另外，多船舶配合，應(yīng)統(tǒng)一通訊頻道，保證通訊暢通也較為關(guān)鍵。

（4）起重船在吊裝時，除按照常規(guī)吊裝安全規(guī)定外，由于被吊物體積較大，需要統(tǒng)一專人指揮，各崗位分工明確，保證通訊暢通，穿戴救生衣和正確使用安全帶等。

起重船的吊裝作業(yè)，不容小視，要求把風(fēng)險想在前，把工作做在前，這樣才能更大程度地避免經(jīng)濟財產(chǎn)損失和人員傷害事故的發(fā)生。

4 臨時工裝的吊裝和風(fēng)險控制

4.1 臨時工裝的吊裝方法及應(yīng)用

采用臨時工裝的吊裝，是在平臺吊機范圍和吊重能力之外，同時為了節(jié)約租用起重船的費用，所采用的吊裝方法。其結(jié)構(gòu)形式也多種多樣，有門式、吊臂式、橋式和框架式等，牽引裝置多采用卷揚機、電動葫蘆等電動起升設(shè)備。近年來，在平臺泵類、容器類等設(shè)備安裝施工，多次采用此類吊裝方式。此種方式在實施前，需要通過設(shè)計校核和現(xiàn)場勘查調(diào)研，制定出采用的吊裝設(shè)備，并結(jié)合滑輪組及結(jié)構(gòu)框架的形式制定吊裝方案（圖1）。

圖1 吊裝框架及滑輪組的建模簡圖

以下為吊裝框架及滑輪組的建模簡圖：

4.2 臨時工裝的吊裝風(fēng)險控制

既然是臨時工裝，其尺寸和形式不固定，每次吊裝前，都需要進行焊接、組對和組裝，這種不固定性，勢必也會帶來一些風(fēng)險。

首先，要對臨時工裝的結(jié)構(gòu)強度進行設(shè)計校核，滑輪組纏繞方式的計算，還要對原有平臺甲板結(jié)構(gòu)強度進行校核，此種方法多數(shù)情況，被吊物不能一步到位，往往還需要對拖動路線進行結(jié)構(gòu)強度校核，對平臺樁基承載力進行校核，同時所出具的圖紙和計算報告，需要經(jīng)過第三方機構(gòu)的審核認可。

其次，按照設(shè)計圖紙安裝焊接起重用設(shè)備、滑輪組、起重吊耳等，組裝連接起重系統(tǒng)，臨時工組裝好后，應(yīng)進行臨時工裝結(jié)構(gòu)的吊重試驗。如涉及兩臺起升設(shè)備，需要使用同步器保證兩臺設(shè)備能夠同步運行。進行試重試驗時，要先對單臺設(shè)備進行逐步加載試驗，直至加載到額定重量的1.25倍，如兩臺設(shè)備同步使用，需進行同步試驗和逐步加載試驗，試驗重量為被吊物的1.25倍，并出具試驗報告，內(nèi)容包括空載試驗和試重試驗結(jié)果。

最后，臨時工裝吊裝，都是從船舶甲板上，吊裝就位，指揮人員與船舶人員協(xié)調(diào)配合，也是很重要的環(huán)節(jié)。臨時工裝的吊裝方式，一般吊重在幾噸或者十幾噸，二十多噸的情況并不是很多。由于臨時工裝在現(xiàn)場組裝過程，人為風(fēng)險因素較大，一旦失誤，也會產(chǎn)生嚴(yán)重后果，因此，為了保證安全，不推薦采用此種方式吊裝30t以上的貨物。

5 常用手動起重機具和風(fēng)險控制

5.1 常用的手動起重機具及應(yīng)用

目前，海上工程項目常用的手動起重機具主要是倒鏈和千斤頂。其中，以倒鏈的使用最為廣泛，倒鏈因其重量輕便，在物料的平移拖拉、結(jié)構(gòu)組對、管線安裝、設(shè)備就位等方面發(fā)揮著很大的作用。千斤頂主要用于重量較重的設(shè)備的短距離水平或者垂直方向的調(diào)整。在我公司承攬的項目中，由于都涉及平臺設(shè)施改造，倒鏈就成為必須使用的工具。除物料倒運外，比較典型的倒鏈吊裝就是外擴甲板的組對和設(shè)備的就位。通過選擇合適的掛點，吊裝結(jié)構(gòu)和移動設(shè)備，再輔助利用千斤頂?shù)男【嚯x起重作業(yè)，往往能夠完成幾十甚至上百噸設(shè)備的精準(zhǔn)就位。

5.2 常用的手動起重機具吊裝的風(fēng)險控制

手動起重工具在施工中，雖然吊重不大，但是使用如此頻繁，如果不進行風(fēng)險管控，發(fā)生事故的概率會極大增加。所以要選擇合適掛點進行倒鏈懸掛，掛點可以是吊耳或者型鋼抱卡。吊耳焊接完成，需要進行無損檢驗。型鋼抱卡可以隨時調(diào)整倒鏈的位置，以達到合適的吊裝角度。使用千斤頂時，也要選擇好支撐點，確定甲板下部有型鋼支撐。使用倒鏈、千斤頂時，往往多臺同時動作，需要統(tǒng)一指揮，協(xié)調(diào)配合。

6 塔式起重機的吊裝和風(fēng)險控制

6.1 塔式起重機在海上平臺的應(yīng)用

塔式起重機主要用于房屋建筑、市政建設(shè)、設(shè)備安裝等場所，其應(yīng)用都是在陸地，但是在某海洋工程項目中，針對平臺儲罐的維修使用了一次塔式起重機，這也是目前海上平臺唯一一次使用塔式起重機。因罐區(qū)平臺上未安裝吊機，僅有一臺距離甲板面4.5m的2t電動葫蘆，此電動葫蘆無法滿足工作量大、范圍大的維修需求，且電動葫蘆的鉤速很慢，無法滿足幾百噸物料吊裝量的要求。同時由于項目工期較長，使用起重船舶也會受到天氣和海況的影響，工期無法控制。臨時工裝結(jié)構(gòu)施工量大，吊裝范圍也受到局限，也不宜采用。最終選定了采用塔式起重機的吊裝方式。

6.2 塔式起重機吊裝的風(fēng)險控制

采取塔吊的吊裝方式，提高了項目的施工效率，順利完成了施工任務(wù)。塔吊在海上平臺使用，應(yīng)進行的安全管控措施，總結(jié)如下：

（1）塔吊在海上使用，不但嚴(yán)格按照陸地塔吊管理的要求，還要結(jié)合海上的情況。在使用塔吊前，對塔吊人員資質(zhì)、設(shè)備的證書嚴(yán)格檢查。

（2）考慮到塔吊駕駛員攀爬安全，在塔吊上部放置防墜器，上下塔吊必須佩帶，上下塔吊可以更換成膠底鞋，方便攀爬，在施工區(qū)域走動，必須穿高幫勞保工鞋。

（3）塔吊的抗風(fēng)能力一般在10級以下，一旦超過10級以上風(fēng)力，需要進行緊急拆除，一方面聘請專職天氣預(yù)報員，提前掌握天氣動態(tài)，另一方面做好應(yīng)急準(zhǔn)備，提前鎖定起重船資源。

工程項目中成功在海上使用塔吊，為海上平臺的吊裝作業(yè)開辟了一條新路。塔吊確實也具備占地面積小、吊裝范圍廣的特點。塔吊的海上應(yīng)用，在一些平臺結(jié)構(gòu)單一的簡易平臺，且不具備吊裝設(shè)備的平臺上，還應(yīng)該注意避免在大風(fēng)頻繁的季節(jié)使用，或者與塔吊制造廠家定做塔體抗風(fēng)能力強的塔吊。

7 結(jié)束語

海洋石油事業(yè)正在飛速發(fā)展，在發(fā)展中，建立了始終把安全放在首位的理念。海洋石油工程為發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，鋪平了道路。吊裝作業(yè)作為海上工程項目不可缺少的部分，必須要重視吊裝安全。結(jié)合現(xiàn)場施工經(jīng)驗，對于海洋石油工程的吊裝方法進行了匯總，并對各種吊裝方法安全管控的重點進行了初步的分析和探討，希望能為今后海上施工的吊裝工作，從技術(shù)和管理上提供一些借鑒。