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海工装备里的全能王——Liftboat

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  • 发布时间:2016-06-21 15:30
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【概要描述】Liftboat服务于钻井平台  Liftboat是一种多功能的海上服务平台,其拥有宽敞的甲板,可以布置和运输多种功能模块,能够单独或配合海上平台完成修钻井、平台设施检修、油田增产、安装风力发电场等海上作业。  ?  Liftboat正在进行风机安装作业  Liftboat具有自航自升能力。有些人简称Liftboat为自升式驳船,起重驳船。对于与其最接近的装备——自升式钻井平台相比,Liftboa

海工装备里的全能王——Liftboat

【概要描述】Liftboat服务于钻井平台  Liftboat是一种多功能的海上服务平台,其拥有宽敞的甲板,可以布置和运输多种功能模块,能够单独或配合海上平台完成修钻井、平台设施检修、油田增产、安装风力发电场等海上作业。  ?  Liftboat正在进行风机安装作业  Liftboat具有自航自升能力。有些人简称Liftboat为自升式驳船,起重驳船。对于与其最接近的装备——自升式钻井平台相比,Liftboa

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  Liftboat服务于钻井平台

  Liftboat是一种多功能的海上服务平台,其拥有宽敞的甲板,可以布置和运输多种功能模块,能够单独或配合海上平台完成修钻井、平台设施检修、油田增产、安装风力发电场等海上作业。

  

 

  Liftboat正在进行风机安装作业

  Liftboat具有自航自升能力。有些人简称Liftboat为自升式驳船,起重驳船。对于与其最接近的装备——自升式钻井平台相比,Liftboat的特点体现在以下方面:

  桩腿

  大多数Liftboat都有三根柱体式桩腿(管状式桩腿),因为这样设计是最经济的。柱体式桩腿和桩靴支撑在海床上时可以为Liftboat提供额外的浮力。这种浮力有助于减小桩靴的底部承压力。此外,为减轻其底部的承压力典型的Liftboat的桩靴通常被设计得尽量大一点。

  

 

  三根柱体式桩腿Liftboat

  工作水深也影响桩腿的型式。水深超过220英尺(67米)后,通常就采用桁架式桩腿。

  

 

  Liftboat柱状式桩腿

  绝大多数Liftboats都是三条桩腿。四条桩腿的Liftboat将会增加一条腿及其配套的顶升系统的成本,船体结构也较重。但四条桩腿的Liftboat操作时更方便更省时。迄今的数据表明,现有的Liftboat95%以上是三条桩腿!

  

 

  四根柱体式桩腿Liftboat

  下表列出了Aqualis Offshore开发的SEAHORSE系列和SEP 4320系列的Liftboat的桩腿的数量和型式。

  SEAHORSE系列和SEP 4320系列Liftboat

 

  顶升系统

  Liftboat的顶升系统和自升式钻井平台的顶升系统有很大不同。两个主要区别在于速度和周期。

  

 

  柱状式桩腿顶升装置示意图

  Liftboat升降系统的速度是很重要的。典型的自升式钻井平台提升速度通常是每分钟2英尺,而Liftboat每分钟能提升四到六英尺并以每分钟14至18英尺的速度降低桩腿。这使Liftboat能更快的到达或驶离工作位置。

  

 

  桁架式桩腿顶升装置示意图

  Liftboat顶升系统的操作循环是与众不同的,它不像自升式钻井平台在整个生命周期中的每一年的升降次数是通常是相同的。因此,自升式钻井平台和Liftboat的磨损因素、材料牌号和冲击载荷是不同的。

  工作水深

  Liftboat到达工作位置后,会降低桩腿至桩靴坐落于海床上,见下图所示。图中的Liftboat由瓦锡兰设计,平台设计长70.5米,可供250人起居,工作水深超75米。该项目于今年3月与南通中远船务签订,此外还有三艘的备选订单,首制船预计于2017年9月份交付。

  

 

  Liftboat桩靴坐落于海床示意图

  在最大工作水深处可能的风,浪,涌流(环境条件)需要事先确定。虽然Liftboat的设计会考虑其它变量,如净甲板负载,但着眼点仍是工作水深。针对中度的环境条件与恶劣的环境条件的Liftboat的桩腿、顶升系统和船体设计是显著不同的。通常,随着工作水深和环境条件严重程度的增加,Liftboat的成本将指数级上升。

  甲板负荷

  Liftboat的净甲板负荷是指在其甲板上储存物资并顶升的能力。净甲板负荷不包括消耗品(例如水,燃料,液压流体等)。 Liftboat运营商关心的正是它的这种顶升能力。

  另外,考虑到甲板上各种不同的设备和组件,不同的区域的设计压力会有所不同,如船首附近区域的设计压力会比其它区域高。

  起重能力

  开放的甲板空间,甲板负荷和起重能力正是Liftboat的价值所在。

  

 

  Liftboat上的桁架臂起重机

  Liftboat的起重机有各式各样的。不过,有一点需要注意——Liftboat的起重机是由起重机制造商专门设计的。起重机重量是Liftboat设计时的一个很重要的考虑因素。因此,Liftboat在整体设计时需要包含起重机。Liftboat的起重机通常比其它海工装备上的起重机轻。

  至于Liftboat起重机的类型,有桁架臂,箱形臂,伸缩臂,基座式,环腿式起重机。选择起重机时主要考虑的是臂长,承载能力和对甲板区域的影响。

  居住设施

  居住设施是Liftboat的另一特点。Liftboat上的人员一般分为类——驾驶人员和客户/业务人员。随着Liftboat的大型化,其上的人员也越来越多。例如,一个100人的住宿区通常有大约20名驾驶人员,其余80人为客户/业务人员。

  Liftboat正在从事的工作将决定其对住宿的需求,如海上施工作业的人员会比修井作业的多,其它一些生产工作甚至可能要求在甲板上额外配置模块化生活区。

  推进

  

 

  Liftboat平台下的推进装置

  Liftboat一个主要的标准和特点是它具有自航能力。这减轻了移动Liftboat或布置其到工作位置时对拖船的需要。这导致一个显著成本优势在于:Liftboat可以移动到一个新的位置,而不必等待拖船移动它们。Liftboat可以等待天气窗口并移动。较大的Liftboat已经集成了推进系统和船侧推。

  相比于自升式钻井平台,Liftboat可以同时降低桩腿和平台,操作耗时非常少。

  Liftboat是如何工作的?

  Liftboat通常用于对石油和天然气钻井平台的维护。确定工作位置后,Liftboat推进器工作并航行将各功能橇块托运到生产平台近侧后,停靠并抛锚定位,下放桩腿站立于海床。系统压载固定并使船体升起到所需高度;Liftboat主吊机将钻修机各功能橇块吊到生产平台上进行组装;将油、水、气、电各管线连接完成后,Liftboat钻修机即可正式开始生产作业,此时Liftboat提供钻、修井等工作所需的动力和场地。完成作业后,可按照上述步骤逆序拆卸,并整体拖运到下一作业区。

  相较于其它装备,Liftboat优势在哪儿?

  首先,相较一般海上作业船只,Liftboat具有类似于自升式钻井平台的升降桩腿,保证了海上作业的稳定性和安全性,能够适应更为恶劣的海况,扩大作业窗口,减少停工时间,提升作业效率。

  其次,相比于采用自升式钻井平台进行修井作业的方式,Liftboat租赁费用较低,避免了高价租用钻井平台进行小规模修井、海上施工作业的资源和资金浪费,同时配备的推进系统又避免了海上拖曳作业,进一步降低了成本,使得Liftboat的使用更为灵活。

  发展现状及趋势

  尽管Liftboat具有上面提到的这些优势,但Liftboat的广泛应用仅局限于其诞生地——美国墨西哥湾,该地区目前集聚了全球大部分的Liftboat。从船队分布来看,美国墨西哥湾地区分布量为240座,服务于3,257座平台,比例为1:14,而东南亚、西非、中东总量却仅有54座,服务于3,266座平台,比例为1:60,远不及应用成熟的墨西哥湾地区。下图是Hercules Offshore公司海工船的工作地点统计,由此可见一斑。

  

 

  Hercules Offshore公司海工船的工作地点统计图

  究其原因,除1985年墨西哥湾飓风造成大量Liftboat损坏阻碍了国际社会对该船型的认可外,主要原因是在墨西哥湾以外,油公司出于普遍存在的保守策略,不愿尝试使用未在全球普及的Liftboat进行海上作业。特别是在油价高企时,油公司专注于以增加勘探开发投资来攫取更多地利润。

  但是随着2014年下半年油价断崖式下跌,油公司放弃了此前的经营策略,转而致力于以降低成本、提升作业效率来维持经营。

  在此背景下,Liftboat凭借其灵活高效的海上作业优势成为油公司关注的重点。同时随着老油田EOR(提高采收率)作业、平台与水下设施检修作业以及海上风电安装作业的增多,Liftboat的多用途优势得以体现。与此同时,ABS等机构针对Liftboat多次制定相关规范,技术逐步成熟,确保了Liftboat的安全性和可靠性;并且部分油公司也已经在墨西哥湾以外地区成功应用Liftboat,共同促进了国际社会对Liftboat的认可。

  相关设计及产品

  SEAHORSE系列和SEP 4320系列

  上文提及的Aqualis Offshore开发的SEAHORSE系列和SEP 4320系列的Liftboat的具体参数见下表。此外,Aqualis Offshore还拥有OM系列Liftboat,目前在国内有三艘OM系列的Liftboat正在建造过程中。

  SEAHORSE系列和SEP 4320系列Liftboat的具体参数

  

 

  SUDA 450-L3T

  

 

  SUDA 450-L3T

  长450英尺(137.25米)的桁架腿起吊船“SUDA 450-L3T”被称为是世界最大的起吊船。该船由A. K. Suda有限公司设计,由越南Saigon船厂建造,于2014年第二季度末交付至船东新加坡EMAS Offshore公司。

  这艘最新起吊船为3腿、自推、自提升通用服务工作船,适合在欧洲北海地区运营,入级美国船级社,获得了无限制服务、DP-1、住宿服务DRC、海上风场安装维护与维修认证,配有2台甲板起重机,一台环绕右舷,另一台为左舷基座式起重机。生活区能为包括船员在内的250人提供住宿。

  由于配有长桩腿,该船的自抬升装置能在水下367英尺深作业,部署简易,且无需架座。

  L/B Robert Liftboat

  

 

  L/B Robert Liftboat

  由Montco海工的米诺事公司设计,工作水深270英尺(82米)、甲板面积15,400平方英尺(1,430平方米),并配有一台500吨起重机;其桩腿长335英尺(102米),除了主起重机外还装有另外3台起重机;该船采用电力液压顶升系统。

  ORCA系列自升式平台

  

 

  ORCA2500R Liftboat

  ORCA系列自航自升式平台由Bennett海工和吉宝海事联合设计。这类自升式平台的长度最大可达115米,可安装超过800吨的海上风机。ORCA平台可以支持钻探,铺管作业、风电场安装,气体压缩等工作和提供住宿。第一台ORCA2500于2016年2月交付给一家卡塔尔平台运营商,第二台ORCA3500正在吉宝船厂建造,预计于2017年第4季度交付。

  以下是GPMC T7500-250介绍视频,其最大特点是平台上还装有一个可伸缩的悬臂小平台:

  小知识:

  Liftboat在海工行业还有以下叫法:

  MOU (Mobile Offshore Unit) – LR使用,但也包含其它类型的船如钻井船、半潜式钻井平台;

  SESV (Self-Elevating Support Vessel) – 船东/运营方GMS使用;

  MPSEP (Multi-Purpose Self-Elevating Platform) – 船东/运营方Seafox和吉宝船厂使用;

  SEWOP (Self-Elevating Work-Over Platform) – 船东/运营方Halliburton和Chevron石油公司使用;

  SEP (Self-Elevating Platform) – GustoMSC和Bennett海工使用

  Jack-Up Barge – 在USCG 规则出台之前的墨西哥湾使用;

  Jack-Up – 英国新能源行业(如英国风能协会) 使用;

  Wind-Farm Installation Vessel – 通常由新能源行业使用。

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