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摘要：作为海油工程公司的主力铺管船,HYSY202的铺管作业已经完全采用自动焊工艺。为了进一步提高海管铺设效率，双层管线铺设往往采用双节管自动焊工艺。为适应多种海管铺设模式的转换，公司组织对HYSY202船的作业线进行了改造。本文将分两个阶段详细描述HYSY202作业线的改造细节，并分析改造作业对后续海管铺设效率的影响。
关键词：铺管船、自动焊、双节管、效率
中图分类号：F407文献标识码： A
1.引 言
伴随着海底管线铺设技术的不断进步和发展,自动焊接技术的应用已经成为大势所趋,也是我国海洋工程领域与世界接轨的重要标志。HYSY202船作为海洋石油工程股份有限公司所属的主力浅水铺管船，于2009年下半年投入海上作业，在前3年的海上施工作业中均以半自动焊接为主。仅仅在荔湾3-1浅水海管项目以及丽水36-1海管项目中使用过自动焊接技术，Serimax公司自动焊设备稳定，焊接效率高，维修技术能力强，服务范围广。较半自动焊，优势明显。
2013年至2014年，海油工程公司海管铺设任务繁重，垦利3-2、垦利10-1等海管项目均已确定使用自动焊接，并且包括双层管双节点自动焊铺设。海洋工程是一个高投入的产业，在海上施工作业期间，HYSY202船队成本昂贵，7.083万元/时。时间就是金钱，为了响应总公司“质量效益年”的倡导，海油工程公司必须争分夺秒，不断提高海管铺设效率，来达到降低成本的目的。
因此，广泛应用自动焊接技术，使HYSY202船能够适应多种模式的自动焊铺设已经成为当务之急。从2012年冬季开始，海油工程公司在HYSY202船自动焊接设备的基础上，依托项目的资金优势以及实践需求，分两个阶段对HYSY202船作业线进行适应性改造，使HYSY202船即能进行单节管铺设也能进行双节管铺设。海管铺设效率大幅度提升,达到了降本增效的预期.
2.HYSY202船
海洋石油202
2.1船舶參数
表格1HYSY202船主要参数
船东 海油工程安装公司 总长 168.3 m
船旗 中国 两柱间长 168.0 m
船级 CCS 型宽 46.0 m
船籍港 天津 总吨位 40529 T
造船地点 上海 净吨位 12158 T
制造商 上海振华重工 能否自航 否
建造日期 2008年11月30日 设计吃水 9.0 m
船舶种类 起重铺管工程船 型深 13.5 m
满载排水量 64329 Tons
起重能力 艉吊 1200t×35m 张紧器 SVE100L40AC
旋转能力 全旋转800t×35m 张紧器最大张力 100T
允许作业风速 ≤16m/s A/R绞车 ARW-200 E40AC
适用管径 4-60寸 对中设备 HAGGIE
适用水深 10-300 m 自动电焊机 SATURNA Serimer DASA
工作站 10个 工作锚 ST-2000
托管架长 38.138m 锚缆 76mm x 2500m
2.2作业线布置
不同铺设模式下,海洋石油202船作业线布置不同.
单/双节管铺设下的作业线布置
站点 单节管 双层\双节管
1站 焊接站 -
2站 焊接站 内管焊接站
3站 焊接站 -
4站 焊接站 内管检验站/外管对中站
5站 焊接站 -
6站 检验/修理站 检验/修理站
7站 检验/修理站 检验/修理站
8站 防腐站 防腐站
9站 防腐站 防腐站
10站 涂敷站 涂敷站
11站 涂敷站 涂敷站
3.第一阶段改造
第一阶段改造在2012年年底进行，主要是使HYSY202作业线适应单节管铺设至双节管铺设之间的转换。
3.1横移区改造
（1）为TC03增加安装一套海管举升、海管夹紧装置，使TC01-TC03均具有举升、夹紧海管的装置。提高了堆管区的灵活性，增强了海管预处理能力。
海管举升、夹持装置
（2）拆走现有适用于24-48寸坡口机的大型液压对中装置，安装2台适用于8-24寸坡口机（第1、第2坡口机）的液压对中装置；一次安装即可以满足单节管、双节管两种模式海管的坡口位置需要。
破口机液压对中装置
（3）在被坡口双节海管船尾侧（距离海管船尾侧端部约1.5米）布置有1台拉内管钢缆导向升降轮装置，用于对拉内管绞车的钢缆进行导向。
钢缆导向升降轮装置
（4）拆除现有用于拉内管的外形庞大的5吨卷扬机，为船尾侧坡口机液压对中提供较大范围的活动空间；在船尾侧坡口机液压对中设备的正后部低位新安装1台5吨气动绞车，该气动绞车与钢缆导向升降装置配合使用来拉拔双层海管的内层。
3.2主作业线改造
（1）取消焊接1站，拆移LUT1对中单元与TC03管台之间原有的焊接1站平台，在该位置增设1套对中站支撑滚轮单元；该设备具有与对中单元相同功能的可上下升降支撑滚轮。在自动焊接模式下铺设单节点海管时，该单元用于对海管提供支撑，使海管可以顺利传输到焊接2站进行对口。该对中站支撑滚轮单元的操控位置设置在焊接2站，由对中单元操作人员负责操控。
一站改为海管传输、二站升级为对中操控间
（2）取消现有LC32固定滚轮支撑和LSR管端滚轮支撑，在LC32现有位置安置新型管端滚轮支撑1台，从而扩大焊接2站平台的移动范围，方便焊接作业。新型管端滚轮支撑具有原有LSR单元的上下、左右调节功能以及对AR绞车钢缆的支撑功能。该管端支撑滚轮单元的操控位置也设置在焊接2站，由对中单元操作人员负责操控。
新型管端滚轮支撑
（3）在焊接2站附近安置第3坡口机；在弃管回收时，在焊接2站完成弃管端部去封堵后的再次坡口加工。
（4）在焊接3站新安装1台5吨气动绞车，该气动绞车用于拉拔双层管的外层。
三站位置5吨气动绞车
3.3改造效果
海管铺设效率明显提升，2013年垦利3-2海管项目2条双节点海管铺设（12/18寸、14/18寸）节省工期20天，节约成本3400万元。
第一阶段改造降低成本分析
4.第二阶段改造
第二阶段改造工作于2014年初完成，主要针对双节管铺设作业线进行全面优化，先后升级了对中器牵引绞车以及9、10站管线涂覆作业站；
4.1对中器牵引绞车改造
原对中器牵引绞车收绳速度为10米/分钟，速度慢且操作不方便。因此对绞车进行更换，使绞车收绳速度达到28米/分钟，并且可以在对中站进行远程遥控操作，提高了海管组对效率和操作安全性。
对口器牵引绞车
4.2九、十站涂覆站改造
单双节点转换过程中，九、十站同时进行中频加热及喷砂作业，单台航车不满足作业要求。对九、十站各增加一台5T滑车，满足了双节点施工需求。同时对九、十站走道板进行了适用性改造，拓宽了作业空间。
5吨滑车
4.3改造效果
（1）垦利10-1项目8寸海管铺设中，HYSY202船日铺设效率首次突破3公里大关。
（2）管线铺设效率进一步提升，在2014年垦利10-1海管项目10/16寸以及14/20寸管线双节管铺设中，节省工期19天，节约成本3060万元。
第二阶段改造降低成本分析
项目 管径 原铺设效率 原计划 改造后铺设效率 铺设耗时 节约船天 节约成本(万元)
垦利10-1项目（双节管） 10/16寸 24KM 43 根/天 29 65.45根/天 15天 14 2380
14/20寸 7KM 36 根/天 12 33.35根/天 7天 5 680
合计 41天 22天 19天 3060
5.结论
（1）作业线适应性改造后可适用于8-24”海管多种模式下铺设，单节管铺设和双节管铺设之间转换快速、简单。
（2）改造后的作业线即适用于单节管自动焊接铺设，也适用于双层管双节管自动焊接铺设。
（3）改造后的铺设效率获得大幅提升，特别是对于双层海管，铺设效率大大提升,节约大量施工成本；
（4）HYSY202船作业线适应性改造成功为公司同类铺管积累了丰富的施工经验。
关键词：铺管船、自动焊、双节管、效率
中图分类号：F407文献标识码： A
1.引 言
伴随着海底管线铺设技术的不断进步和发展,自动焊接技术的应用已经成为大势所趋,也是我国海洋工程领域与世界接轨的重要标志。HYSY202船作为海洋石油工程股份有限公司所属的主力浅水铺管船，于2009年下半年投入海上作业，在前3年的海上施工作业中均以半自动焊接为主。仅仅在荔湾3-1浅水海管项目以及丽水36-1海管项目中使用过自动焊接技术，Serimax公司自动焊设备稳定，焊接效率高，维修技术能力强，服务范围广。较半自动焊，优势明显。
2013年至2014年，海油工程公司海管铺设任务繁重，垦利3-2、垦利10-1等海管项目均已确定使用自动焊接，并且包括双层管双节点自动焊铺设。海洋工程是一个高投入的产业，在海上施工作业期间，HYSY202船队成本昂贵，7.083万元/时。时间就是金钱，为了响应总公司“质量效益年”的倡导，海油工程公司必须争分夺秒，不断提高海管铺设效率，来达到降低成本的目的。
因此，广泛应用自动焊接技术，使HYSY202船能够适应多种模式的自动焊铺设已经成为当务之急。从2012年冬季开始，海油工程公司在HYSY202船自动焊接设备的基础上，依托项目的资金优势以及实践需求，分两个阶段对HYSY202船作业线进行适应性改造，使HYSY202船即能进行单节管铺设也能进行双节管铺设。海管铺设效率大幅度提升,达到了降本增效的预期.
2.HYSY202船
海洋石油202
2.1船舶參数
表格1HYSY202船主要参数
船东 海油工程安装公司 总长 168.3 m
船旗 中国 两柱间长 168.0 m
船级 CCS 型宽 46.0 m
船籍港 天津 总吨位 40529 T
造船地点 上海 净吨位 12158 T
制造商 上海振华重工 能否自航 否
建造日期 2008年11月30日 设计吃水 9.0 m
船舶种类 起重铺管工程船 型深 13.5 m
满载排水量 64329 Tons
起重能力 艉吊 1200t×35m 张紧器 SVE100L40AC
旋转能力 全旋转800t×35m 张紧器最大张力 100T
允许作业风速 ≤16m/s A/R绞车 ARW-200 E40AC
适用管径 4-60寸 对中设备 HAGGIE
适用水深 10-300 m 自动电焊机 SATURNA Serimer DASA
工作站 10个 工作锚 ST-2000
托管架长 38.138m 锚缆 76mm x 2500m
2.2作业线布置
不同铺设模式下,海洋石油202船作业线布置不同.
单/双节管铺设下的作业线布置
站点 单节管 双层\双节管
1站 焊接站 -
2站 焊接站 内管焊接站
3站 焊接站 -
4站 焊接站 内管检验站/外管对中站
5站 焊接站 -
6站 检验/修理站 检验/修理站
7站 检验/修理站 检验/修理站
8站 防腐站 防腐站
9站 防腐站 防腐站
10站 涂敷站 涂敷站
11站 涂敷站 涂敷站
3.第一阶段改造
第一阶段改造在2012年年底进行，主要是使HYSY202作业线适应单节管铺设至双节管铺设之间的转换。
3.1横移区改造
（1）为TC03增加安装一套海管举升、海管夹紧装置，使TC01-TC03均具有举升、夹紧海管的装置。提高了堆管区的灵活性，增强了海管预处理能力。
海管举升、夹持装置
（2）拆走现有适用于24-48寸坡口机的大型液压对中装置，安装2台适用于8-24寸坡口机（第1、第2坡口机）的液压对中装置；一次安装即可以满足单节管、双节管两种模式海管的坡口位置需要。
破口机液压对中装置
（3）在被坡口双节海管船尾侧（距离海管船尾侧端部约1.5米）布置有1台拉内管钢缆导向升降轮装置，用于对拉内管绞车的钢缆进行导向。
钢缆导向升降轮装置
（4）拆除现有用于拉内管的外形庞大的5吨卷扬机，为船尾侧坡口机液压对中提供较大范围的活动空间；在船尾侧坡口机液压对中设备的正后部低位新安装1台5吨气动绞车，该气动绞车与钢缆导向升降装置配合使用来拉拔双层海管的内层。
3.2主作业线改造
（1）取消焊接1站，拆移LUT1对中单元与TC03管台之间原有的焊接1站平台，在该位置增设1套对中站支撑滚轮单元；该设备具有与对中单元相同功能的可上下升降支撑滚轮。在自动焊接模式下铺设单节点海管时，该单元用于对海管提供支撑，使海管可以顺利传输到焊接2站进行对口。该对中站支撑滚轮单元的操控位置设置在焊接2站，由对中单元操作人员负责操控。
一站改为海管传输、二站升级为对中操控间
（2）取消现有LC32固定滚轮支撑和LSR管端滚轮支撑，在LC32现有位置安置新型管端滚轮支撑1台，从而扩大焊接2站平台的移动范围，方便焊接作业。新型管端滚轮支撑具有原有LSR单元的上下、左右调节功能以及对AR绞车钢缆的支撑功能。该管端支撑滚轮单元的操控位置也设置在焊接2站，由对中单元操作人员负责操控。
新型管端滚轮支撑
（3）在焊接2站附近安置第3坡口机；在弃管回收时，在焊接2站完成弃管端部去封堵后的再次坡口加工。
（4）在焊接3站新安装1台5吨气动绞车，该气动绞车用于拉拔双层管的外层。
三站位置5吨气动绞车
3.3改造效果
海管铺设效率明显提升，2013年垦利3-2海管项目2条双节点海管铺设（12/18寸、14/18寸）节省工期20天，节约成本3400万元。
第一阶段改造降低成本分析
4.第二阶段改造
第二阶段改造工作于2014年初完成，主要针对双节管铺设作业线进行全面优化，先后升级了对中器牵引绞车以及9、10站管线涂覆作业站；
4.1对中器牵引绞车改造
原对中器牵引绞车收绳速度为10米/分钟，速度慢且操作不方便。因此对绞车进行更换，使绞车收绳速度达到28米/分钟，并且可以在对中站进行远程遥控操作，提高了海管组对效率和操作安全性。
对口器牵引绞车
4.2九、十站涂覆站改造
单双节点转换过程中，九、十站同时进行中频加热及喷砂作业，单台航车不满足作业要求。对九、十站各增加一台5T滑车，满足了双节点施工需求。同时对九、十站走道板进行了适用性改造，拓宽了作业空间。
5吨滑车
4.3改造效果
（1）垦利10-1项目8寸海管铺设中，HYSY202船日铺设效率首次突破3公里大关。
（2）管线铺设效率进一步提升，在2014年垦利10-1海管项目10/16寸以及14/20寸管线双节管铺设中，节省工期19天，节约成本3060万元。
第二阶段改造降低成本分析
项目 管径 原铺设效率 原计划 改造后铺设效率 铺设耗时 节约船天 节约成本(万元)
垦利10-1项目（双节管） 10/16寸 24KM 43 根/天 29 65.45根/天 15天 14 2380
14/20寸 7KM 36 根/天 12 33.35根/天 7天 5 680
合计 41天 22天 19天 3060
5.结论
（1）作业线适应性改造后可适用于8-24”海管多种模式下铺设，单节管铺设和双节管铺设之间转换快速、简单。
（2）改造后的作业线即适用于单节管自动焊接铺设，也适用于双层管双节管自动焊接铺设。
（3）改造后的铺设效率获得大幅提升，特别是对于双层海管，铺设效率大大提升,节约大量施工成本；
（4）HYSY202船作业线适应性改造成功为公司同类铺管积累了丰富的施工经验。