軟性氣囊在導(dǎo)管架安裝中的優(yōu)勢(shì)分析與應(yīng)用探討

永泰長(zhǎng)榮

優(yōu)化海洋平臺(tái)導(dǎo)管架安裝技術(shù)，提供一種新型可靠可行的安裝方式，降低工程成本，已成為迫切需要解決的問(wèn) 題。本文通過(guò)對(duì)軟性氣囊和鋼制浮簡(jiǎn)的對(duì)比分析，展示軟性氣囊在儲(chǔ)備浮力性價(jià)比、工程成本和優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面的優(yōu)越性 和軟性氣囊在導(dǎo)管架下水安裝中的優(yōu)勢(shì)。軟性氣囊在海洋工程領(lǐng)域尚缺乏充足的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。本文提出軟性氣囊工程應(yīng) 用的幾點(diǎn)建議可供參考。全面掌握軟性氣囊助浮技術(shù)，可帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[關(guān)鍵詞] 導(dǎo)管架；軟性氣囊；鋼制浮簡(jiǎn)；充放氣控制系統(tǒng)

近幾年來(lái)，隨著對(duì)海洋工程領(lǐng)域不斷的深入 探索與研究，優(yōu)化海洋工程平臺(tái)導(dǎo)管架安裝技術(shù) 方案，減輕對(duì)大型浮吊資源的依賴程度凹，提供 一種新型可靠、可行且可回收重復(fù)利用的安裝方 式，降低工程成本，已成為今后海洋工程平臺(tái)導(dǎo)  管架安裝設(shè)計(jì)研究和工程應(yīng)用趨勢(shì)。鑒于此，已 有引入軟性氣囊助浮導(dǎo)管架海上安裝的相關(guān)研究 p-1和專利。相關(guān)研究表明，與鋼制浮筒相比， 軟性氣囊能使滑移下水導(dǎo)管架擺脫增加鋼結(jié)構(gòu)尺 寸來(lái)獲取更高的儲(chǔ)備浮力(即剩余浮力比)的干 擾，提高導(dǎo)管架海上安裝的經(jīng)濟(jì)性。

然而，軟性氣囊的工程應(yīng)用還處于科研階 段，工程應(yīng)用案例僅在渤海海域個(gè)別工程項(xiàng)目上 得到相關(guān)設(shè)計(jì)功能的驗(yàn)證，如綁扎、耐壓、回收 設(shè)計(jì)等，而軟性氣囊助浮替代大型浮吊資源或?qū)?管架注水放空系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)等關(guān)鍵功能還未能在 工程中實(shí)踐。本文通過(guò)軟性氣囊和鋼制浮筒的特 點(diǎn)進(jìn)行描述，對(duì)軟性氣囊的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行詳盡分析和 應(yīng)用建議，為后續(xù)研究設(shè)計(jì)工作提供參考。

1傳統(tǒng)助浮—鋼制浮筒特點(diǎn)

一種海洋平臺(tái)下水結(jié)構(gòu)物即導(dǎo)管架，借助鋼制浮筒來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的儲(chǔ)備浮力，滿足導(dǎo)管架下水 安裝的需要。在導(dǎo)管架陸地建造階段，將鋼制浮 筒安裝于導(dǎo)管架前端部導(dǎo)管腿上，并進(jìn)行充氣打 壓作業(yè)。鋼制浮筒見圖1。鋼制浮筒結(jié)構(gòu)通過(guò)外加浮筒于導(dǎo)管架頂端為導(dǎo)管架下水安裝提供了足夠的儲(chǔ)備浮力，滿足了導(dǎo)管架下水安裝的需求，尤其在深水海域?qū)Ч芗芟滤惭b中被廣泛應(yīng)用，該技術(shù)相當(dāng)成熟。但鋼制浮筒的制作、安裝和拆除工作難度大和費(fèi)用較高，高空安裝和海上拆除工作具有一定風(fēng)險(xiǎn)，且海上拆除回收的鋼制浮筒很難重復(fù)利用。

圖1 鋼制浮筒

2新型助浮一軟性氣囊特點(diǎn)

與海洋工程傳統(tǒng)鋼制浮筒相比，軟性氣囊具有充氣方便、重量輕、便于運(yùn)輸、耐磨、便于安裝和拆除、可重復(fù)使用、儲(chǔ)存空間 小等優(yōu)點(diǎn)，尤其軟性氣囊所具備的 儲(chǔ)備浮力性價(jià)比高、工程成本低、 安全靈活、可重復(fù)利用、優(yōu)化結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，深受海洋工程領(lǐng)域的 歡迎。目前國(guó)內(nèi)外的軟性氣囊可選 尺寸一般為直徑0.5～2.0m,  長(zhǎng)度 8～30m, 其本體材質(zhì)為橡膠，外表面由尼龍繩網(wǎng)套包裹，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 軟性氣囊

軟性氣囊因其柔性特點(diǎn)，對(duì)其材質(zhì)耐壓性、 安裝固定和拆除回收等技術(shù)有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)、建造 和安裝標(biāo)準(zhǔn)，滿足導(dǎo)管架下水安裝工況需求，其 中軟性氣囊的耐壓性主要由其安全系數(shù)選擇來(lái)決 定， 一般不小于設(shè)計(jì)工作壓力的3倍。目前已 在渤海區(qū)域渤中某導(dǎo)管架和錦州某導(dǎo)管架海上安 裝得到應(yīng)用，成功驗(yàn)證了軟性氣囊在導(dǎo)管架下水 安裝過(guò)程中的綁扎設(shè)計(jì)、耐壓和充放氣系統(tǒng)、助 浮、水下拆除回收設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)的可靠性，工 程應(yīng)用案例見圖3。

圖3 渤中和錦州項(xiàng)目軟性氣囊工程應(yīng)用案例