油轮改装成FPSO的方法技术

本发明专利技术公开了一种油轮改装成FPSO的方法，包括S1000：多点系泊掣链器相关结构建造工艺、S2000：输油平台的建造工艺、S3000：火炬塔建造工艺、S4000：克令吊上部结构的吊装工艺及S5000：海水提升泵的护管的建造工艺，上述工艺中对管段的合拢、拼接及对接工艺均采用对称焊接的工艺且上述工艺可同步并行施工。本发明专利技术的油轮改装成FPSO的方法充分利用现有的焊接设备、吊装设备及精度测量设备等、科学调配有相关技术能力的人力资源，使得施工效率高、施工成本低且各子系统的工程质量符合FPSO船的运作标准，有效保证FPSO船的工程质量进而有效延长FPSO船的返修时间节点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶领域，尤其涉及一种油轮改装成FPSO的方法。
技术介绍
浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading，以下简称“FPSO”)作为“海上石油工厂”，可将来自海底油井的油气水等混合液经过加工处理成合格的原油或天然气储存在货油舱，当储量达到一定程度时经过外输系统输送给穿梭的油轮，可方便地为海上油轮提供动力，具有抗风浪能力强、适应水深范围深、储/卸油能力大的优点，广泛应用于远离海岸的深海及边际油田的开发。FPSO主要包括系泊系统、油气处理系统、火炬塔废气处理系统、克令吊吊装系统及海水提升处理系统，这些系统独立运作且均是FPSO船上不可缺少的模块。将油轮改装成FPSO的施工工艺不可避免的都要涉及到针对上述系统的建造或改装。多点系泊系统即锚泊系统与船体有多个接触点，其中锚泊系统包括多组系泊装置，所述系泊装置包括固定在船体上端的起链装置、固定在船体侧部的掣链器、与掣链器固定连接的导链管和系泊链，所述系泊链从所述起链装置引出后，绕设在所述掣链器上并通过所述导链管系泊海底。所述掣链器系统通常包括掣链器的连接部件、固定在连接部件上的导缆轴和锚链导轮。所述掣链器系统安装时如果先将掣链器的连接部件与上支撑部件和下支撑部件固定连接，再将导链管固定在掣链器座之后，整体吊装焊接在船体外板上，那么由于掣链器安装固定时，不仅需要考虑整个掣链器在船体外板的位置及与船体外板的贴合程度，还要考虑掣链器的掣链孔与起链装置的角度、导链管与起链装置之间的位置和角度等问题，将增加整体吊装焊接的难度，加大对仪器设备的要求；并且整体焊接时，位置和角度的调节难度大，也大大增加了工作量，耗费大量的人力物力。油气处理系统中的输油平台通过软管将海底油井与钻井平台连接，实现原油的输入、加工、储存和输出。输油平台通常包括固定在船体外板侧的上输油平台和下输油平台；所述上输油平台和下输油平台通常由底板、顶板、支撑板和圆管组成。输油平台作为FPSO重要的部件，其上输油平台和下输油平台建造的稳定性和施工精度的准确性，具有至关重要的作用。火炬塔(Flare stack)是一种以高空露天燃烧方式来处理废气的装置，其是海上油气生产系统中的重要设备。一般火炬塔建造需要考虑环保性和安全性，因此都对塔身高度有具体的需求，火炬塔主要构成包括：竖向的三根立柱、横向或斜向连接各立柱的多级斜撑。这样的大型火炬塔具有吨位大、重心高、结构不规则、钢结构处理不当容易变形或断裂的特点，火炬塔的传统建造方式是在地面建造好各个主分段建，然后将主分段分别吊装到高空并在高空进行对接。这样的建造方式需要搭建很高的手脚架，不仅增加成本，大量的高空作业也不安全。同时，如果主分段太长，就需要建造若干个拼接段来拼接成主分段，各拼接段的拼接工艺直接决定了主分段的结构强度，进而也决定了火炬塔的结构强度。克令吊(Crane)又称船用吊机或船用起重机，是船上的一种大甲板机械，它是一种安装在船舷侧的装卸货物的设备。克林吊主要由筒身、操作平台、主吊臂和关节吊臂组成，操作平台通过其底部的法兰组件装配在筒身上，操作平台与主吊臂横向连接，主吊臂与关节吊臂横向连接，操作平台、主吊臂及关节吊臂共同构成克令吊的上部结构。克令吊的常规吊装方法是：先在甲板上安装好筒身，然后吊装操作平台与筒身对接，最后吊装主吊臂和关节吊臂与操作平台对接。这种吊装并在空中对接组装的方法既要保证水平方向上的法兰水平，又要保证垂直方向上的法兰垂直，才能顺利对接。但是，每一次的吊装精度都受风力等环境因素的影响而难于控制，在空中对接组装的难度非常大，往往吊装过程的施工周期都较长，成本也较大。海水提升泵属于海水提升处理系统，其在海平面下工作并将海水通过扬水管提升到FPSO平台上，其为FPSO上的其他设备提供冷却用水及生产用水。由于海水提升泵常年工作在海水里面，为保障其工作性能稳定，通常要建造一段护管并让海水提升泵固定在护管的管腔底部工作，这样既能能有效减缓海水提升泵运转时的振动又能避免海洋生物的缠绕。由于海水提升泵的护管内腔需要安装海水提升泵、海水净化设备等其他部件，所以建造时对海水提升泵的护管的圆度及直线度要求较高，同时由于护管下部常年在海水里面工作，所以需要比较特殊的防腐保护。而管段的常规建造及吊装工艺都是一体建造并吊装，这难免在施工过程中碰撞并损坏海水提升泵的护管的外部涂装，甚至会影响护管的圆度与直线度，如发生碰撞损坏之后再来做补救处理，海水提升泵的护管的整体质量将大打折扣。护管损坏变形后，后期在船体上进行的二次施工其施工效率及二次涂装的防腐效果也受严重影响，这无形之中增加了施工成本及后期的维护成本。
技术实现思路
本专利技术在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种油轮改装成FPSO的方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：油轮改装成FPSO的方法，包括如下的改装工艺：S1000：多点系泊掣链器相关结构建造工艺，包括如下步骤：步骤S1001：对船体外板侧部进行加强和稳固；所述步骤S1001包括：步骤S1011：沿船体外板侧部固定一加强平台；在所述加强平台上设置上加强组件和下加强组件；步骤S1012：将上支撑组件固定在所述上加强组件上，将下支撑组件固定在所述下加强组件上；步骤S1002：将掣链器的连接部件卡设并固定在上支撑组件和下支撑组件之间的卡位上；S2000：输油平台的建造工艺，该步骤包括如下步骤：步骤S2001：分段建造：将上输油平台分成多个上分段，将下输油平台分成多个下分段，对各分段进行建造；步骤S2002：对上分段进行吊装定位并焊接固定：划定上分段定位线，将各上分段吊装并焊接固定在船体外板上侧；步骤S2003：对下分段进行吊装定位并焊接固定：划定下分段定位线，将各下分段吊装合拢并焊接固定在船体外板下侧；S3000：火炬塔建造工艺，包括如下步骤：S3001：建造四个主分段；其中，建造每一个主分段均包括以下步骤：S3011：建造第一组七个拼接段，建造第二组七个拼接段，建造第三组七个拼接段；S3012：将第一组的七个拼接段拼接成第一立柱，其中每相邻两个拼接段的拼缝焊区都不在一直线上、将第二组的七个拼接段拼接成第二立柱，其中每相邻两个拼接段的拼缝焊区都不在一直线上、将第三组的七个拼接段拼接成第三立柱，其中每相邻两个拼接段的拼缝焊区都不在一直线上；S3013：建造若干斜撑，所述斜撑可横向或斜向连接在所述第一立柱、第二立柱、第三立柱之间成多级桁架架构，所述斜撑、第一立柱、第二立柱、第三立柱一起装配成主分段；S3002：将四个主分段的对应立柱分别对接组成完整的火炬塔；S4000：克令吊上部结构的吊装，其中所述克令吊上部结构包括操作平台、主吊臂及关节吊臂，所述操作平台与主吊臂横向连接、所述主吊臂与关节吊臂横向连接且主吊臂与关节吊臂的初始夹角成钝角，所述上部结构总长41531mm，其重心将该上部结构分成12531mm和29000mm的左部和右部，该克令吊上部结构的吊装工艺包括以下步骤：S4001：在上部结构上安装主吊绳，所述主吊绳的上端与浮吊吊臂上的吊环连接，该主吊绳包括第一吊绳组和第二吊绳组，所述第一吊绳组位于上部结构的重心左侧6834mm处、所述第二吊绳组位于上部结构的重心右侧6834mm处，本文档来自技高网...

【技术保护点】
油轮改装成FPSO的方法，其特征在于，包括以下的改装工艺：S1000：多点系泊掣链器相关结构建造工艺，包括如下步骤：步骤S1001：对船体外板侧部进行加强和稳固；所述步骤S1001包括：步骤S1011：沿船体外板侧部固定一加强平台；在所述加强平台上设置上加强组件和下加强组件；步骤S1012：将上支撑组件固定在所述上加强组件上，将下支撑组件固定在所述下加强组件上；步骤S1002：将掣链器的连接部件卡设并固定在上支撑组件和下支撑组件之间的卡位上；S2000：输油平台的建造工艺，包括如下步骤：步骤S2001：分段建造：将上输油平台分成多个上分段，将下输油平台分成多个下分段，对各分段进行建造；步骤S2002：对上分段进行吊装定位并焊接固定：划定上分段定位线，将各上分段吊装并焊接固定在船体外板上侧；步骤S2003：对下分段进行吊装定位并焊接固定：划定下分段定位线，将各下分段吊装合拢并焊接固定在船体外板下侧；S3000：火炬塔建造工艺，包括如下步骤：S3001：建造四个主分段；其中，建造每一个主分段均包括以下步骤：S3011：建造第一组七个拼接段，建造第二组七个拼接段，建造第三组七个拼接段；S3012：将第一组的七个拼接段拼接成第一立柱，其中每相邻两个拼接段的拼缝焊区都不在一直线上、将第二组的七个拼接段拼接成第二立柱，其中每相邻两个拼接段的拼缝焊区都不在一直线上、将第三组的七个拼接段拼接成第三立柱，其中每相邻两个拼接段的拼缝焊区都不在一直线上；S3013：建造若干斜撑，所述斜撑可横向或斜向连接在所述第一立柱、第二立柱、第三立柱之间成多级桁架架构，所述斜撑、第一立柱、第二立柱、第三立柱一起装配成主分段；S3002：将四个主分段的对应立柱分别对接组成完整的火炬塔；S4000：克令吊上部结构的吊装工艺，其中所述克令吊上部结构包括操作平台、主吊臂及关节吊臂，所述操作平台与主吊臂横向连接、所述主吊臂与关节吊臂横向连接且主吊臂与关节吊臂的初始夹角成钝角，所述上部结构总长41531mm，其重心将该上部结构分成12531mm和29000mm的左部和右部，该克令吊上部结构的吊装工艺包括以下步骤：S4001：在上部结构上安装主吊绳，所述主吊绳的上端与浮吊吊臂上的吊环连接，该主吊绳包括第一吊绳组和第二吊绳组，所述第一吊绳组位于上部结构的重心左侧6834mm处、所述第二吊绳组位于上部结构的重心右侧6834mm处，然后调整浮吊吊臂的高度，使得所述第一吊绳组与第二吊绳组形成一10°的初始起吊角度；S4002：在上部结构上安装调整绳组，所述调整绳组包括一捆绑在操作平台上的第一调整绳和捆绑在所述关节吊臂末端的第二调整绳；S4003：整体起吊上部结构并在空中调整主吊臂与关节吊臂的夹角，由于浮吊吊臂顶端的吊环高度固定，随着该上部结构的缓慢上升，所述初始起吊角度相应逐步增大，当所述初始起吊角度达到12°时，启动所述操作平台上的液压开关收回所述关节吊臂，使得所述主吊臂与关节吊臂的初始夹角由钝角缩小到一锐角；S4004：对接上部结构，当该上部结构继续吊升至所述初始起吊角度为28°时，人工指挥船体定位停泊在该上部结构的正下方，然后缓慢下降所述上部结构至所述初始起吊角度为20°时，拉动所述第一调整绳和第二调整绳，使得所述主吊臂对准甲板上的吊臂托架，并让该上部结构放置在吊臂托架上，然后将所述操作平台的下端法兰与甲板上的筒身法兰对接，最后解锁该第一调整绳、第二调整绳、第一吊绳组及第二吊绳组；S5000：海水提升泵的护管的建造工艺，其中海水提升泵的护管从顶端到底端分成第一基段至第十一基段，所述第一基段至第十基段及一顶部法兰共同构成该海水提升泵的护管的上部结构，第十一基段及一底部法兰共同构成该海水提升泵的护管的下部结构，海水提升泵的护管的建造工艺，包括以下步骤：S5001：分别建造海水提升泵的护管的上部结构及下部结构，步骤S6001包括以下步骤：S5011：用卷板机将基板分别卷成十一件圆管形基段，并标识为第一基段至第十一基段，其中每一件基段在卷板过程中，定时采用内径与海水提升泵的护管相等的120度扇形工装来检验基板的弯曲弧度；每一件基段制作完成后，用内径略小于所述海水提升泵的护管的内径的环形工装来检测基段的圆度；S5012：基段纵向缝隙焊接，该步骤将所述S11中基段管壁上的纵向缝隙加工成焊接坡口并填焊使其形成纵向焊接带区，所述纵向焊接带区的填焊工艺为：a)基段管外坡口点焊→b)基段管外用外弧形码板间隔并排定位→c)焊接基段管内坡口→d)撤除所述外弧形码板→e)基段管外焊缝扣槽→f)管内用内弧形码板间隔并排定位→g)焊接基段管外坡口；S5013：基段拼接成拼接段、拼接段对接成喉管，该步骤先将第二基段至第四基段同轴拼接成第一拼接段、第五基段至第七基段同轴拼接成第二拼接段、第八基段至第十基段同轴拼...

【技术特征摘要】
1.油轮改装成FPSO的方法，其特征在于，包括以下的改装工艺：S1000：多点系泊掣链器相关结构建造工艺，包括如下步骤：步骤S1001：对船体外板侧部进行加强和稳固；所述步骤S1001包括：步骤S1011：沿船体外板侧部固定一加强平台；在所述加强平台上设置上加强组件和下加强组件；步骤S1012：将上支撑组件固定在所述上加强组件上，将下支撑组件固定在所述下加强组件上；步骤S1002：将掣链器的连接部件卡设并固定在上支撑组件和下支撑组件之间的卡位上；S2000：输油平台的建造工艺，包括如下步骤：步骤S2001：分段建造：将上输油平台分成多个上分段，将下输油平台分成多个下分段，对各分段进行建造；步骤S2002：对上分段进行吊装定位并焊接固定：划定上分段定位线，将各上分段吊装并焊接固定在船体外板上侧；步骤S2003：对下分段进行吊装定位并焊接固定：划定下分段定位线，将各下分段吊装合拢并焊接固定在船体外板下侧；S3000：火炬塔建造工艺，包括如下步骤：S3001：建造四个主分段；其中，建造每一个主分段均包括以下步骤：S3011：建造第一组七个拼接段，建造第二组七个拼接段，建造第三组七个拼接段；S3012：将第一组的七个拼接段拼接成第一立柱，其中每相邻两个拼接段的拼缝焊区都不在一直线上、将第二组的七个拼接段拼接成第二立柱，其中每相邻两个拼接段的拼缝焊区都不在一直线上、将第三组的七个拼接段拼接成第三立柱，其中每相邻两个拼接段的拼缝焊区都不在一直线上；S3013：建造若干斜撑，所述斜撑可横向或斜向连接在所述第一立柱、第二立柱、第三立柱之间成多级桁架架构，所述斜撑、第一立柱、第二立柱、第三立柱一起装配成主分段；S3002：将四个主分段的对应立柱分别对接组成完整的火炬塔；S4000：克令吊上部结构的吊装工艺，其中所述克令吊上部结构包括操作平台、主吊臂及关节吊臂，所述操作平台与主吊臂横向连接、所述主吊臂与关节吊臂横向连接且主吊臂与关节吊臂的初始夹角成钝角，所述上部结构总长41531mm，其重心将该上部结构分成12531mm和29000mm的左部和右部，该克令吊上部结构的吊装工艺包括以下步骤：S4001：在上部结构上安装主吊绳，所述主吊绳的上端与浮吊吊臂上的吊环连接，该主吊绳包括第一吊绳组和第二吊绳组，所述第一吊绳组位于上部结构的重心左侧6834mm处、所述第二吊绳组位于上部结构的重心右侧6834mm处，然后调整浮吊吊臂的高度，使得所述第一吊绳组与第二吊绳组形成一10°的初始起吊角度；S4002：在上部结构上安装调整绳组，所述调整绳组包括一捆绑在操作平台上的第一调整绳和捆绑在所述关节吊臂末端的第二调整绳；S4003：整体起吊上部结构并在空中调整主吊臂与关节吊臂的夹角，由于浮吊吊臂顶端的吊环高度固定，随着该上部结构的缓慢上升，所述初始起吊角度相应逐步增大，当所述初始起吊角度达到12°时，启动所述操作平台上的液压开关收回所述关节吊臂，使得所述主吊臂与关节吊臂的初始夹角由钝角缩小到一锐角；S4004：对接上部结构，当该上部结构继续吊升至所述初始起吊角度为28°时，人工指挥船体定位停泊在该上部结构的正下方，然后缓慢下降所述上部结构至所述初始起吊角度为20°时，拉动所述第一调整绳和第二调整绳，使得所述主吊臂对准甲板上的吊臂托架，并让该上部结构放置在吊臂托架上，然后将所述操作平台的下端法兰与甲板上的筒身法兰对接，最后解锁该第一调整绳、第二调整绳、第一吊绳组及第二吊绳组；S5000：海水提升泵的护管的建造工艺，其中海水提升泵的护管从顶端到底端分成第一基段至第十一基段，所述第一基段至第十基段及一顶部法兰共同构成该海水提升泵的护管的上部结构，第十一基段及一底部法兰共同构成该海水提升泵的护管的下部结构，海水提升泵的护管的建造工艺，包括以下步骤：S5001：分别建造海水提升泵的护管的上部结构及下部结构，步骤S6001包括以下步骤：S5011：用卷板机将基板分别卷成十一件圆管形基段，并标识为第一基段至第十一基段，其中每一件基段在卷板过程中，定时采用内径与海水提升泵的护管相等的120度扇形工装来检验基板的弯曲弧度；每一件基段制作完成后，用内径略小于所述海水提升泵的护管的内径的环形工装来检测基段的圆度；S5012：基段纵向缝隙焊接，该步骤将所述S11中基段管壁上的纵向缝隙加工成焊接坡口并填焊使其形成纵向焊接带区，所述纵向焊接带区的填焊工艺为：a)基段管外坡口点焊→b)基段管外用外弧形码板间隔并排定位→c)焊接基段管内坡口→d)撤除所述外弧形码板→e)基段管外焊缝扣槽→f)管内用内弧形码板间隔并排定位→g)焊接基段管外坡口；S5013：基段拼接成拼接段、拼接段对接成喉管，该步骤先将第二基段至第四基段同轴拼接成第一拼接段、第五基段至第七基段同轴拼接成第二拼接段、第八基段至第十基段同轴拼接成第三拼接段，再将第一拼接段、第二拼接段、第三拼接段同轴对接成一喉管，该步骤中相邻两件基段的纵向焊接带区均在轴向上错开180度；S5014：将顶端法兰、第一基段、喉管焊接成一体，形成所述海水提升泵的护管的上部结构；将底端法兰、第十一基段焊接成一体，形成海水提升泵的护管的下部结构；S5015：在所述上部结构的外壁上依次间隔焊接第一平台、第二平台、第三平台及第四平台，方形的所述第一平台、第二平台、第三平台及第四平台均竖直套住所述上部结构的外壁；S5016：分别对所述上部结构、下部结构及第一平台、第二平台、第三平台、第四平台涂装防腐涂料；S5002：在船体的预留位置上定位海水提升泵的护管的下部结构，并吊装上部结构与其对接；S5003：所述第一平台与船体主甲板对接；所述第二平台与船体二层平台对接；所述第三平台与船体三层平台对接；所述第四平台与船体四层平台对接。2.根据权利要求1所述的油轮改装成FPSO的方法，其特征在于：所述步骤S1002包括：步骤S1021：将导链管与掣链器的连接部件固定连接；步骤S1022：将掣链器吊立在船体外板侧部，并使掣链器的连接部件卡设在上支撑组件和下支撑组件之间的卡位上；步骤S1023：将掣链器的连接部件分别与上支撑组件和下支撑组件固定连接，该步骤包括包括：步骤S1231：将掣链器的导缆轴竖直吊立在上支撑组件的上方；步骤S1232：将掣链器的导缆轴从上至下依次贯穿所述上支撑组件、掣链器的连接部件和下支撑组件；步骤S1233：将掣链器的导缆轴与上支撑组件和下支撑组件焊接固定，进而将掣链器的连接部件卡设固定在所述上支撑组件和下支撑组件上。3.根据权利要求2所述的油轮改装成FPSO的方法，其特征在于，所述步骤S1011中，所述加强平台包括设置在船体外板下侧的第二加强平台；所述第二加强平台包括第二加强外板、上加强组件和下加强组件；所述第二加强外板固定焊接在所述船体外板侧部，并与船体外板相贴合；所述上加强组件和下加强组件平行设置，并与所述第二加强外板垂直固定；所述上加强组件包括第一加强板和第二加强板；所述第一加强板和第二加强板的一端垂直穿过所述第二加强外板和船体外板，嵌入船体内并与船体固定，另一端突出于所述第二加强外板，用于与所述上支撑部件固定连接；所述下加强组件包括第三加强板和第四加强板；所述第三加强板和第四加强板的一端垂直穿过所述第二加强外板和船体外板，嵌入船体内并与船体固定；另一端突出于所述第二加强外板，用于与所述下支撑部件固定连接；所述第一加强板、第二加强板、第三加强板和第四加强板与第二加强外板、船体之间，以及第二加强外板与船体之间均采用X型坡口全熔透焊接固定；所述步骤S1012中，所述上支撑组件和下支撑组件的中心轴线在同一直线上。4.根据权利要求1所述的油轮改装成FPSO的方法，其特征在于，所述步骤S2000中，对上输油平台各上分段进行建造时，包括如下步骤：步骤S2111：将上底板固定在上胎架上；步骤S2112：将设有多个上通孔的上支撑固定件焊接固定在上底板上；步骤S2113：将多个上圆管分别穿过所述上通孔固定在上底板上；步骤S2114：将上侧板的两端端部分别与上底板和上支撑固定件固定连接；对下输油平台各下分段进行建造时，包括如下步骤：步骤S2121：将下底板固定在下胎架上；步骤S2122：将下支撑固定板固定在下底板上；步骤S21...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯木水，杨坤荣，谭建均，曹少力，
申请(专利权)人：中船澄西船舶广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44