一种FPSO上部模块吊耳的建造布置方法

allin2025-04-26  31


本发明涉及一种fpso上部模块支墩制造,具体是涉及一种fpso上部模块吊耳的建造布置方法。


背景技术:

1、随着海洋工程行业的快速发展,各类海工模块也向着复杂化、大型化发展。对于模块吊装来说,由于模块重量的大幅增加,从而使吊装的方案设计变得十分复杂,且施工难度与风险也变大,对模块整体吊装工程提出新的挑战。海工模块吊装属于高危工程之一,任何微小的设计失误、施工瑕疵或操作失误都可能导致严重的后果和重大损失,因此规范海工模块项目的吊装方案设计、施工实施及浮吊操作的需求日益迫切。

2、目前,fpso采用模块化建造的方式,模块重达数千吨,一旦吊装过程中出了问题,造成模块损伤后,就要反回到厂房进行修复,从而影响fpso的建造进程,不仅延长了工程周期,还会加大制造成本。在吊装方案设计中,吊耳的设计和布置非常关键,在起重吊装作业中吊物与被吊物之间连接的部位,被称为吊点,即连接被吊物与吊索具的一种结构,属于被吊物的一部分。海工模块吊装中一般使用吊耳进行吊装作业,模块吊耳安装在模块结构上或与结构设计成一体,属于模块结构的一部分。模块在吊装时,主要受到自身重力及拉力的作用,吊耳位置的选取会影响模块吊装时的受力及浮吊钩头的吊重,因此研究模块吊耳的结构和位置具有十分重要的意义。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种fpso上部模块吊耳的建造布置方法,以提高吊装的安全性,确保fpso的建造的正常进行。

2、为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:

3、一种fpso上部模块吊耳的建造布置方法,包括吊耳水平位置布置和吊耳垂向位置布置、吊耳与上部模块的连接形式,所述吊耳水平位置布置如下:将上部模块按照其外形尺寸简化为矩形,并将上部模块整体重心位置在简化后的矩形中标出;上部模块包括桁架式模块和房间式模块,对于桁架式模块,布置4个吊耳,令上部模块的重心包络于4个吊耳所形成的矩形内部;对于房间类模块,板厚较薄,自身结构强度较低,无法承受较大的集中载荷,采用8个吊耳进行吊装,以分散局部吊装时结构的局部载荷。

4、进一步地,所述吊耳水平位置布置中,对于桁架式模块,将各吊耳的载荷通过力矩平衡方程进行计算,每个吊耳垂向载荷可按下述公式进行计算:

5、

6、式中:f1、f2、f3、f4分别为吊耳1-4的垂向载荷,w为上部模块自重,l为上部模块的长度,b为上部模块的宽度,a为重心到上部模块左侧边的距离,b为重心到上部模块右侧边的距离,e为重心到上部模块前侧边的距离,f为重心到上部模块后侧边的距离;通过上述计算推知,吊耳的载荷与吊耳距重心的关系,即吊耳距重心越近,所承受载荷越大,水平布置耳点时,吊耳水平位置按照重心对称布置,以使每个吊耳受力均匀,避免单个吊耳受力过大;吊耳需布置在能承受较大局部载荷且能将载荷顺利传递的强结构处。

7、进一步地,所述吊耳垂向位置的布置如下:将吊耳布置在模块顶层时,吊耳位于重心上方,以提高吊装安全性。

8、进一步地,所述吊耳与上部模块的连接形式如下:当吊耳处结构较弱时,可将吊耳处结构进行延伸作为吊耳主立板,形成嵌入式吊耳,嵌入式吊耳的设计形式,通常将吊耳的主立板向下延伸,与对位的上部模块结构相连,并对延伸区及附近区域的板材进行加厚,使吊耳与上部模块形成一个整体,此种设计使吊耳处的载荷传递到上部模块整体结构上,降低局部受力;当吊耳处结构较强时,将吊耳焊接在上部模块上,形成焊接式吊耳。

9、进一步地,所述焊接式吊耳焊接在上部模块的工字钢面板或节点上,吊耳主力板与模块结构腹板对位安装,使吊装结构载荷进行有效传递。

10、进一步地,所述吊耳的销孔用于固定卸扣的销轴,需根据所使用的卸扣销轴直径进行设计,销孔直径dh应比卸扣销轴直径dp大,保证卸扣销轴可穿入吊耳销孔。

11、进一步地,所述吊耳的销孔直径应比卸扣销轴直径大2mm或3%,取其大者,但最大不超过6mm。

12、进一步地,所述吊耳的厚度小于卸扣开口,保证卸扣顺利安装在吊耳上,并且吊耳厚度也不能小于0.75倍的卸扣开口宽,以防止卸扣在吊装过程中与吊耳产生过大弯矩。

13、进一步地,所述吊耳的单块颊板的厚度不能超过主板的厚度,以保证主要载荷由主板传递至被吊物上。

14、进一步地,所述吊耳中心距主板顶部圆弧区域,不能小于1.25dh或75mm+0.5dh中的最大值,其中dh为销孔直径。

15、本发明的有益效果在于:

16、本发明通过对吊耳的设计,对吊耳的布置进行研究,大大提高了在吊装中过程中的安全性;由于上部模块自重大,重达数千吨,吊装时吊耳位置受载荷大,良好的吊装设计,不仅可以为船厂节约吊装成本,还能有效缩短工程周期。



技术特征:

1.一种fpso上部模块吊耳的建造布置方法,包括吊耳水平位置布置和吊耳垂向位置布置、吊耳与上部模块的连接形式,其特征在于:所述吊耳水平位置布置如下:将上部模块按照其外形尺寸简化为矩形,并将上部模块整体重心位置在简化后的矩形中标出;上部模块包括桁架式模块和房间式模块,对于桁架式模块,布置4个吊耳,令上部模块的重心包络于4个吊耳所形成的矩形内部;对于房间类模块,板厚较薄,自身结构强度较低,无法承受较大的集中载荷,采用8个吊耳进行吊装,以分散局部吊装时结构的局部载荷。

2.根据权利要求1所述的fpso上部模块吊耳的建造布置方法,其特征在于:所述吊耳水平位置布置中,对于桁架式模块,将各吊耳的载荷通过力矩平衡方程进行计算,每个吊耳垂向载荷可按下述公式进行计算:

3.根据权利要求1所述的fpso上部模块吊耳的建造布置方法,其特征在于:所述吊耳垂向位置的布置如下:将吊耳布置在模块顶层时,吊耳位于重心上方,以提高吊装安全性。

4.根据权利要求1所述的fpso上部模块吊耳的建造布置方法,其特征在于:所述吊耳与上部模块的连接形式如下:当吊耳处结构较弱时,可将吊耳处结构进行延伸作为吊耳主立板,形成嵌入式吊耳,嵌入式吊耳的设计形式,通常将吊耳的主立板向下延伸,与对位的上部模块结构相连,并对延伸区及附近区域的板材进行加厚,使吊耳与上部模块形成一个整体,此种设计使吊耳处的载荷传递到上部模块整体结构上,降低局部受力;当吊耳处结构较强时,将吊耳焊接在上部模块上,形成焊接式吊耳。

5.根据权利要求4所述的fpso上部模块吊耳的建造布置方法,其特征在于:所述焊接式吊耳焊接在上部模块的工字钢面板或节点上,吊耳主力板与模块结构腹板对位安装,使吊装结构载荷进行有效传递。

6.根据权利要求1所述的fpso上部模块吊耳的建造布置方法,其特征在于:所述吊耳与上部模块的连接形式如下:当吊耳处结构较弱时,可将吊耳处结构进行延伸作为吊耳主立板,形成嵌入式吊耳,嵌入式吊耳的设计形式,通常将吊耳的主立板向下延伸,与对位的上部模块结构相连,并对延伸区及附近区域的板材进行加厚,使吊耳与上部模块形成一个整体,此种设计使吊耳处的载荷传递到上部模块整体结构上,降低局部受力;当吊耳处结构较强时,将吊耳焊接在上部模块上,形成焊接式吊耳。

7.根据权利要求6所述的fpso上部模块吊耳的建造布置方法,其特征在于:所述焊接式吊耳焊接在上部模块的工字钢面板或节点上,吊耳主力板与模块结构腹板对位安装,使吊装结构载荷进行有效传递。

8.根据权利要求1所述的fpso上部模块吊耳的建造布置方法,其特征在于:所述吊耳的销孔用于固定卸扣的销轴,需根据所使用的卸扣销轴直径进行设计,销孔直径dh应比卸扣销轴直径dp大,保证卸扣销轴可穿入吊耳销孔。

9.根据权利要求8所述的fpso上部模块吊耳的建造布置方法,其特征在于:所述吊耳的单块颊板的厚度不能超过主板的厚度,以保证主要载荷由主板传递至被吊物上。

10.根据权利要求9所述的fpso上部模块吊耳的建造布置方法,其特征在于:所述吊耳中心距主板顶部圆弧区域,不能小于1.25dh或75mm+0.5dh中的最大值,其中dh为销孔直径。


技术总结
本发明公开了一种FPSO上部模块吊耳的建造布置方法,包括吊耳水平位置布置和吊耳垂向位置布置、吊耳与上部模块的连接形式,所述吊耳水平位置布置如下:将上部模块按照其外形尺寸简化为矩形,并将上部模块整体重心位置在简化后的矩形中标出;上部模块包括桁架式模块和房间式模块,对于桁架式模块,布置4个吊耳,令上部模块的重心包络于4个吊耳所形成的矩形内部;对于房间类模块,板厚较薄,自身结构强度较低,无法承受较大的集中载荷,采用8个吊耳进行吊装,以分散局部吊装时结构的局部载荷。本发明通过对吊耳的设计,对吊耳的布置进行研究,大大提高了在吊装中过程中的安全性,为船厂节约吊装成本,并能有效缩短工程周期。

技术研发人员:仇明,何炎平,吕一斌,李铭志,王振刚,张永康,周志杰
受保护的技术使用者:上海交通大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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