论文部分内容阅读
摘 要：本文结合该型平台的设计和建造过程，对甲板舾装的吊机布置、救生筏布置、拖曳系统布置及桩腿限位布置等生产设计进行优化，为今后类似平台的甲板舾装生产设计提供参考和借鉴。
关键词：平台;甲板舾装;生产设计;优化
中图分类号：U674.39 文献标识码：A
Optimization of Deck Outfitting Production Design for
Z-210-108 Jack-up Rig
HUANG Guilan， FANG Shaobao， ZHANG Hongliu， ZHAO Chenxi
（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.，Ltd. Guangzhou 511462 ）
Abstract： Based on the design and construction of the Z-210-108 jack-up rig， this paper optimizes the production design of deck outfitting such as the comprehensive arrangement of multiple cranes， life raft arrangement， towing system arrangement and leg limit switch arrangement， providing valuable reference for the production design of deck outfitting of similar platforms in the future.
Key words： Jack-up rig; Deck outfitting; Production design; Optimization
1 引言
Z-210自升式平台是我司继SE-300LB自升式钻井平台之后又一海工平台项目，该平台可用于海上油田服务、居住生活维护等。本平台相比于上代产品，具有更强的升降能力及更大的甲板可变载荷，并且配备DP2动力定位，在自升式海工平台配置中具有较大优势。该平台甲板舾装的内容和布置相对一般海工平台更加复杂，合理设计布置甲板舾装对平台的建造质量和使用功能具有直接的影响。
在该型平台生产设计过程中，由于设计院详细设计图纸及船级社审核意见来厂较晚，船东修改意见较多，产生了一系列修改并一直延续到实船建造阶段。如何通过设计优化，将建造过程中修改量降到最小，生产设计人员需要做大量的工作。
下面通过对该型平台甲板舾装生产设计优化进行回顾和总结，以期在以后的类似设计中有所改进和提高。
2 船舶概述
该平台是一艘用于海上作业、带有自航能力的自升式海工平台，最大作业水深85.34 m;平台为方形主体，带有四个桁架式桩腿，每个桩腿由下端的桩靴支撑;平台的船体型长67.05 m、型宽43.89 m、型深5.5 m;桩腿下端有一多边形桩靴，桩腿全长约112.18 m;平台设有生活区，能够提供150人的就餐、住宿等;平台设有1台220 t主吊机、2台70 t辅吊机（左、右舷各1台） ;平台的设计航速为5 kn （满载吃水3.66 m时）。
3 生产设计方案及优化
3.1 吊机布置方案及优化
该平台在主甲板尾部布置一臺220 t吊机，在船中部左右舷侧各布置一台70 t吊机，具体布置如图1所示：
从图1可以看出，三台吊机呈三角形布置，能够涵盖整个平台的起重作业。
该平台有4条桩腿，吊机在布置时需重点考虑吊机与桩腿之间的相对位置、吊臂存放位置及吊钩固定等问题：
（1）结合平台桩腿布置，尽可能减少占用甲板有效面积，并减少吊臂之间的相互干涉;220 t及70 t吊机存放搁架设置大致沿一个方向存放;右舷70 t吊机在高度上为避免和上建干涉抬高到18.5 m。
（2）结合主甲板面设备布置情况，将右舷吊机搁架布置在上建驾驶室顶部，且吊臂上方设置限位避免吊机启动时与桩腿发生碰撞;其他两台吊机存放架分别布置在尾部及左舷侧;搁架位置均布置在舷侧边。
（3）右舷70 t吊机搁架布置在上建驾驶室顶处，吊机滑轮组位于应急发电机室顶部。由于应急发电机室顶部布置有排烟管、消音器等设备，吊机滑轮组只能布置在排烟管上方，吊钩收起时容易晃动造成排烟管损坏。经综合考虑，在应急发电机室顶部增加吊钩存放箱，吊臂下降过程中当吊钩与吊钩箱在一条垂线时先将吊钩在吊钩箱内存放好，再缓慢下放吊臂直到吊臂放到搁架上，此方案可避免与排烟管碰撞等问题发生。
3.2 救生筏布置方案及优化
根据设计院救生筏布置图（图2），左右舷首部各布置3个25人抛投式救生筏。现场安装后，船检、船东指出救生筏上方被斜梯和救生艇平台遮挡，不满足规范要求。为此，经研究对救生筏布置方案优化如下：
（1）经与船东、船检多次沟通，结合主甲板面设备实际布置情况，将救生筏布置在尾部桩腿区域（见图2）。该方案出图后，现场船检提出新意见：（A）单侧布置救生筏不满足150人要求，根据IMO MODU 10.3.2规范要求需“能将一侧救生筏方便的转移至另一侧”;（B）救生筏布置应高出甲板面1 000 mm且伸出舷外侧，且考虑年检时方便上下需增加平台（见图3）. （2）经与设计院沟通，认为本平台满足IMO modu10.3.2“平臺配置的救生筏总人员满足150人即可”;针对船检提出增加平台方案，船东以影响美观性不同意增加;考虑到实际使用情况且甲板面通道充足，结合船东意见最终将救生筏一半布置在舷内侧，同时降低救生筏架安装高度，满足年检需求无需增加平台。见图4和图5。
3.3 拖曳系统布置方案及优化
该平台主甲板配置了一套拖曳系统，首部甲板左右对称位置布置了一套导缆孔，导缆孔布置在舷墙内侧。根据以往建造经验，这种布置存在以下问题：
（1）开孔容易甲板上浪;
（2）拖索在进行作业时容易与舷墙摩擦，当受力较大时容易损坏舷墙结构;
（3）在舷墙开孔两侧需安装防磨材。
经与设计院沟通，修改方案为：将导缆孔安装在舷墙上，导缆孔伸出舷外，由船体结构延伸平台和设备基座焊接成整体的系泊设备基座布置形式，如图6所示。此种形式具有以下优点：
（1）导缆孔基座安装在舷侧外，避免拖曳绳索与舷墙摩擦，不需再安装防磨材;
（2）舷墙开孔与导缆孔之见间隙减小，增加安全性;
（3）减少甲板上浪。
3.4 桩腿限位设计方案及优化
该平台升降系统由四条桩腿组成，每个桩腿设计有一套限位装置。根据详细设计图纸，桩腿限位装置设计比较简单，采用触点信号传输型式，同时限制块材质为碳钢容易生锈腐蚀，影响接触面光滑度。虽然理论上满足要求，但是对精度控制要求较高，若信号失效容易造成升降系统故障。为了克服此问题，设计人员与船东、设计院多次协商，对桩腿限位装置设计进行优化，将接触限位板更换为不锈钢材质，增加限位开关接触点行程，提升信号传输的稳定性。
4 结束语
合理布置平台甲板舾装，尽可能提供较为宽敞的甲板面积，对平台运营具有很大的优势。作者参与了该平台的建造过程，船东、船检提出了较多现场建造问题，其中有些是设计上存在的缺陷，值得我们重视。作为船厂生产设计人员，应该从中吸取经验，不仅要使设计满足规范、规格书要求，而且应从买方立场、从实用性角度出发，尽可能完善甲板舾装设计，为现场建造创造良好条件，为公司贡献自己的力量，为建造使船东满意的海工平台而努力。同时，希望本文能为后续其他类似平台提供借鉴。
参考文献
[1]船舶设计实用手册（舾装分册）[M]. 国防工业出版社，2002.
[2]船舶舾装标准汇编[M]. 中国标准出版社，1999.
[3] IMO 2009年海上移动式钻井平台构造和设备规则（2009 MODU 规则）.
[4]国际救生设备规则（LSA_Code）.
关键词：平台;甲板舾装;生产设计;优化
中图分类号：U674.39 文献标识码：A
Optimization of Deck Outfitting Production Design for
Z-210-108 Jack-up Rig
HUANG Guilan， FANG Shaobao， ZHANG Hongliu， ZHAO Chenxi
（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.，Ltd. Guangzhou 511462 ）
Abstract： Based on the design and construction of the Z-210-108 jack-up rig， this paper optimizes the production design of deck outfitting such as the comprehensive arrangement of multiple cranes， life raft arrangement， towing system arrangement and leg limit switch arrangement， providing valuable reference for the production design of deck outfitting of similar platforms in the future.
Key words： Jack-up rig; Deck outfitting; Production design; Optimization
1 引言
Z-210自升式平台是我司继SE-300LB自升式钻井平台之后又一海工平台项目，该平台可用于海上油田服务、居住生活维护等。本平台相比于上代产品，具有更强的升降能力及更大的甲板可变载荷，并且配备DP2动力定位，在自升式海工平台配置中具有较大优势。该平台甲板舾装的内容和布置相对一般海工平台更加复杂，合理设计布置甲板舾装对平台的建造质量和使用功能具有直接的影响。
在该型平台生产设计过程中，由于设计院详细设计图纸及船级社审核意见来厂较晚，船东修改意见较多，产生了一系列修改并一直延续到实船建造阶段。如何通过设计优化，将建造过程中修改量降到最小，生产设计人员需要做大量的工作。
下面通过对该型平台甲板舾装生产设计优化进行回顾和总结，以期在以后的类似设计中有所改进和提高。
2 船舶概述
该平台是一艘用于海上作业、带有自航能力的自升式海工平台，最大作业水深85.34 m;平台为方形主体，带有四个桁架式桩腿，每个桩腿由下端的桩靴支撑;平台的船体型长67.05 m、型宽43.89 m、型深5.5 m;桩腿下端有一多边形桩靴，桩腿全长约112.18 m;平台设有生活区，能够提供150人的就餐、住宿等;平台设有1台220 t主吊机、2台70 t辅吊机（左、右舷各1台） ;平台的设计航速为5 kn （满载吃水3.66 m时）。
3 生产设计方案及优化
3.1 吊机布置方案及优化
该平台在主甲板尾部布置一臺220 t吊机，在船中部左右舷侧各布置一台70 t吊机，具体布置如图1所示：
从图1可以看出，三台吊机呈三角形布置，能够涵盖整个平台的起重作业。
该平台有4条桩腿，吊机在布置时需重点考虑吊机与桩腿之间的相对位置、吊臂存放位置及吊钩固定等问题：
（1）结合平台桩腿布置，尽可能减少占用甲板有效面积，并减少吊臂之间的相互干涉;220 t及70 t吊机存放搁架设置大致沿一个方向存放;右舷70 t吊机在高度上为避免和上建干涉抬高到18.5 m。
（2）结合主甲板面设备布置情况，将右舷吊机搁架布置在上建驾驶室顶部，且吊臂上方设置限位避免吊机启动时与桩腿发生碰撞;其他两台吊机存放架分别布置在尾部及左舷侧;搁架位置均布置在舷侧边。
（3）右舷70 t吊机搁架布置在上建驾驶室顶处，吊机滑轮组位于应急发电机室顶部。由于应急发电机室顶部布置有排烟管、消音器等设备，吊机滑轮组只能布置在排烟管上方，吊钩收起时容易晃动造成排烟管损坏。经综合考虑，在应急发电机室顶部增加吊钩存放箱，吊臂下降过程中当吊钩与吊钩箱在一条垂线时先将吊钩在吊钩箱内存放好，再缓慢下放吊臂直到吊臂放到搁架上，此方案可避免与排烟管碰撞等问题发生。
3.2 救生筏布置方案及优化
根据设计院救生筏布置图（图2），左右舷首部各布置3个25人抛投式救生筏。现场安装后，船检、船东指出救生筏上方被斜梯和救生艇平台遮挡，不满足规范要求。为此，经研究对救生筏布置方案优化如下：
（1）经与船东、船检多次沟通，结合主甲板面设备实际布置情况，将救生筏布置在尾部桩腿区域（见图2）。该方案出图后，现场船检提出新意见：（A）单侧布置救生筏不满足150人要求，根据IMO MODU 10.3.2规范要求需“能将一侧救生筏方便的转移至另一侧”;（B）救生筏布置应高出甲板面1 000 mm且伸出舷外侧，且考虑年检时方便上下需增加平台（见图3）. （2）经与设计院沟通，认为本平台满足IMO modu10.3.2“平臺配置的救生筏总人员满足150人即可”;针对船检提出增加平台方案，船东以影响美观性不同意增加;考虑到实际使用情况且甲板面通道充足，结合船东意见最终将救生筏一半布置在舷内侧，同时降低救生筏架安装高度，满足年检需求无需增加平台。见图4和图5。
3.3 拖曳系统布置方案及优化
该平台主甲板配置了一套拖曳系统，首部甲板左右对称位置布置了一套导缆孔，导缆孔布置在舷墙内侧。根据以往建造经验，这种布置存在以下问题：
（1）开孔容易甲板上浪;
（2）拖索在进行作业时容易与舷墙摩擦，当受力较大时容易损坏舷墙结构;
（3）在舷墙开孔两侧需安装防磨材。
经与设计院沟通，修改方案为：将导缆孔安装在舷墙上，导缆孔伸出舷外，由船体结构延伸平台和设备基座焊接成整体的系泊设备基座布置形式，如图6所示。此种形式具有以下优点：
（1）导缆孔基座安装在舷侧外，避免拖曳绳索与舷墙摩擦，不需再安装防磨材;
（2）舷墙开孔与导缆孔之见间隙减小，增加安全性;
（3）减少甲板上浪。
3.4 桩腿限位设计方案及优化
该平台升降系统由四条桩腿组成，每个桩腿设计有一套限位装置。根据详细设计图纸，桩腿限位装置设计比较简单，采用触点信号传输型式，同时限制块材质为碳钢容易生锈腐蚀，影响接触面光滑度。虽然理论上满足要求，但是对精度控制要求较高，若信号失效容易造成升降系统故障。为了克服此问题，设计人员与船东、设计院多次协商，对桩腿限位装置设计进行优化，将接触限位板更换为不锈钢材质，增加限位开关接触点行程，提升信号传输的稳定性。
4 结束语
合理布置平台甲板舾装，尽可能提供较为宽敞的甲板面积，对平台运营具有很大的优势。作者参与了该平台的建造过程，船东、船检提出了较多现场建造问题，其中有些是设计上存在的缺陷，值得我们重视。作为船厂生产设计人员，应该从中吸取经验，不仅要使设计满足规范、规格书要求，而且应从买方立场、从实用性角度出发，尽可能完善甲板舾装设计，为现场建造创造良好条件，为公司贡献自己的力量，为建造使船东满意的海工平台而努力。同时，希望本文能为后续其他类似平台提供借鉴。
参考文献
[1]船舶设计实用手册（舾装分册）[M]. 国防工业出版社，2002.
[2]船舶舾装标准汇编[M]. 中国标准出版社，1999.
[3] IMO 2009年海上移动式钻井平台构造和设备规则（2009 MODU 规则）.
[4]国际救生设备规则（LSA_Code）.