一种可调式吊装工装结构设计

一种可调式吊装工装结构设计

李仁斐,常宝琛,刘森,黄修春,谢迎

海洋石油工程（青岛）有限公司     266500

摘要：海洋石油工程作业伴随着大型、高端、深水、一体化建造的不断推进，吊装工艺方法的改进也迫在眉睫。往往一体化建造会有部分管线设备不能按时到货，不能及时就位。这就需要在后期建造中进行穿管作业，在穿管作业中吊装高度往往在20米高空以上，穿管作业中存在吊装钢丝绳、吊钩与建造模块、脚手架碰撞摩擦情况，存在较大的安全隐患和脚手架碰撞坍塌的风险。为避免这一情况发生，可以设计一种可调式吊装工装进行应用，避免吊钩、钢丝绳与模块、脚手架的碰撞和摩擦，保持一定的安全距离，与此同时可有效提高作业效率60%以上，保障生产作业安全。

关键词：建造场地；结构设计；吊装工装；吊装安全；高效；节约；

0引言

随着油气田开发向深水的发展，结合青岛公司的行业特点，青岛公司将建造场地升级改造规划和深水浮式产品布局作为今后建造板块发展的改革方向和市场方向，陆续承接深水浮式平台如FPSO、圆筒形FPSO、FLNG、半潜式平台、TLP平台、SPAR平台等产品。未来青岛公司深水产品的建造任务将会越来越多，大型化产品也将随之增加，必将导致分段的大型化，对吊装起重的技术要求也将加大，现有的固定式吊装工装已无法满足浮体项目分段和上部模块总装需求。目前仅依靠现有的吊装工艺已无法满足当前现场作业[1]。本文所设计的吊装工装将改善原有吊装工艺的吊装复杂性，提高现场施工效率，保障作业安全。

1现状及技术背景

目前青岛公司建造场地生产项目越来越多，大型吊装作业越来越繁多，可利用的吊装工装有限，现有的吊装方式已经无法安全、高效满足青岛公司快速发展的需求，急需改变现有的吊装工艺加快大型生产项目的吊装工艺。目前场地在进行高处吊装作业时，存在有部分管线设备不能直接吊装到达指定位置，需要多次倒扣进行吊装，还会出现摆动不稳定等问题，且在穿管作业中时常发生吊钩、钢丝绳与模块相互碰撞、摩擦，存在一定的安全隐患风险，作业效率偏低，不能满足现场作业的需求[2-4]。因此针对目前存在的问题，本文设计一种可调式吊装工装用于满足青岛场地高处吊装作业的需求，解决上述存在的问题，平稳控制吊装方向，避免吊钩、钢丝绳与模块碰撞摩擦，提高作业效率，减少人工投入，降低成本，实现高处吊装作业的远距离控制，保障高处吊装作业安全。

2工装设计方案及实施内容

本文设计这种可调式吊装工装，主要涉及吊装设备技术领域。根据施工场地工程和吊装作业需求，通过结构优化设计和强度校核计算，改变原有工装复杂结构的操作，其结构图如下图1所示,主视图如下图2所示；包括杠杆臂，所述杠杆臂的一端固定连接有方向杆，所述杠杆臂外壁滑动连接有调整臂，所述调整臂的顶端固定连接有主吊耳，杠杆臂的顶部的一端固定连接有主吊耳，所述调整臂顶部的一端安装有减震块，所述调整臂顶部的另一端安装有直流电源及遥控接收器盒。其结构主要由杠杆臂、调整臂、主吊耳、捆绑吊耳、直线轴承、导轨槽、减震块、直流电源及遥控接收器盒、直流遥控电磁复位开关、方向杆等结构组合，平稳控制吊装货物运送方向，避免吊钩、钢丝绳与模块与脚手架的摩擦碰撞，实现高处吊装作业的远距离调节控制，保障了建造场地高处吊装作业的安全和效率，更好地满足现场工程的需求。

杠杆臂1结构稳固，杠杆臂1对吊装工装整体起支撑稳固作用，保证装置在吊装过程中的稳定性；调整臂2可在杠杆臂1上一定范围内滑动，实现吊装货物的调整和传送，保证吊装货物到达需求位置；直线轴承6安装在调整臂2内侧，适用于调整臂2的滑动和吊装货物的传送运输；主吊耳3用于悬挂吊钩和调整调整臂2的滑动方向；捆绑吊耳5固定在调整臂2底部的两端，用于吊装和固定吊物，保障吊装作业的安全；导轨槽10方便于调整臂2在杠杆臂1上的滑动，减震块4可实现在吊装滑动过程中的减震作用，保障吊装作业的安全；通过电磁复位开关和遥控器远程控制，实现吊装作业自动控制，安全性和快捷性大大提高，提高施工效率；方向杆9能够控制调整杠杆臂1的方向，根据作业需求调整吊装方向，避免吊钩和钢丝绳的摩擦产出碰撞风险，保障吊装作业的安全。

通过杠杆臂1、调整臂2、主吊耳3、捆绑吊耳5、直线轴承6、导轨槽10、减震块4、直流电源及遥控接收器盒7、直流遥控电磁复位开关8、方向杆9等结构组合，平稳控制吊装货物运送方向，避免吊钩、钢丝绳与模块摩擦碰撞，实现高处吊装作业的远距离调节控制，更好地满足现场工程的需求，可调式吊装工装结构可通过方向杆9平稳控制吊装运送方向，实现高处吊装作业的远距离控制，避免吊钩、钢丝绳与模块摩擦，提高作业效率，满足场地施工要求，提高施工的安全性。

吊装工装具体操作步骤S1-S8如下：

S1：确定吊装管线重量和吊装的位置，选择合适的吊带（钢丝绳）和卡环;

S2:可调式吊装工装2调整臂处于1杠杆臂的左位，8直流遥控电磁复位开关处于伸出复位状态，2调整臂固定在1杠杆臂的左侧;

S3:使用3主吊耳连接卡环和吊带（钢丝绳）挂在起重机的吊钩上;

S4：使用5捆绑吊耳将需要吊装的管线用合适的吊带捆绑在一起；

S5:根据货物需要吊装的位置使用溜绳系挂在调整方向杆9确定货物的吊装方向位置；（注意人员站位不要在吊物的“火线”位置）

名词解释：“火线”：在此处使用的“火线”不是电路当中的火线，是指吊装位移的风险线，特制吊物按一定的轨迹运行的线路。

S6:达到指定穿插口后，使用7直流电源及遥控接收器盒的遥控器控制8直流遥控电磁复位开关，使开关缩回，锁销在电磁铁的吸合下压缩电磁复位开关的弹簧，使复位开关锁销收缩至调整臂2之下，调整臂2在直流遥控电磁复位开关8缩回后，由于重力和方向杆9的调整，在直线轴承6的作用下沿着导轨槽10的固定方向滑行；

S7:当吊物开始滑行，原有的重心被打破，会向“火线”方向继续沿着导轨槽10滑行，直至减震块4将调整臂2挡住，可使用方向杆9调整运行的速度和方向；

S8：吊物达到指定位置后，拆卸下货物。吊装完毕使用方向杆9恢复调整臂2位置，利用电磁复位开关锁定返回到起始位置，电磁复位开关在弹簧力的作用下复位进行锁定；

可调式吊装工装的使用注意事项：请按照施工场地工程和吊装作业需求，选用合适吊装工装和吊装方式吊装货物到指定位置[5]。

3结论

目前青岛公司使用的吊装工装不足以满足现场的生产需要，本文根据现场实际情况设计的一种可调式吊装工装，无疑提出了了一种新的吊装工装方式和技术，实现了技术上的一大突破，同时又简化了施工工序、降低了施工运营成本、提高了施工效率，单次吊装穿插作业可节省2次倒扣人工，可有效提高作业效率60%以上，这对于整个青岛公司的发展而言，对建造场地的吊装而言都是有巨大益处的。相信吊装工装会以其简便易行的操作得到越来越多人的认可，逐步得到推广，为公司发挥出越来越大的作用。

参考文献

[1]程必滨.钢结构起吊工装吊装施工技术[J].四川水泥,2021(12):50-51.

[2]李红峰,张竹,王九华,程伟,沈星星.大型海上风力发电机组水平单叶式吊装盘车工装装备[J].船舶工程,2020,42(S1):615-619.DOI:10.13788/j.cnki.cbgc.2020.S1.144.

[3]惠东,高鹏.卡键式油缸缸筒自动收紧吊装工装的研制与应用[J].装备维修技术,2020(01):14-15.DOI:10.16648/j.cnki.1005-2917.2020.01.008.

[4]邵夕吾,石素文.海上风电桩基单浮吊吊装工装[J].中国高新区,2018(13):180-181.

[5]郭振亮,戴红霞,王海山.风力发电机整体吊装工装的制作[J].中国建筑金属结构,2011(05):36-39.