卧式旋转储罐池的科技进步和使用的优越性

摘要 卧式储管池软管铺设作业线属于软管及电缆专用的铺设作业线，它比传统的立式软管铺设作业线所用的时间少，效率高。本作业线主要由储管池，排管臂，10吨牵引机，小平台，圆弧托架，15吨牵引机构成。旋转的储罐池和排管臂属于整个作业线的核心和难点设备。

关键词储管池，排线方式，小平台，牵引机，圆弧托架

中图分类号：F832文献标识码： A

利用卧式旋转储管池，能够解决装载、运输和海上石油平台之间的软管铺设问题。不允许发生由于软管排列不整齐，及软管接头占用的空间而导致软管无法存储。解决卧式储管池，的运转问题，结构和传动问题。

1.根据软管的规格尺寸，重量及弯曲半径进行了储管池的外形尺寸设计。

本次大盘的设计尺寸为： （如图1）

有效外径（外圈：）：25m；

有效内径（内圈）：6m；

有效高度：6m；

图1

经过计算：理论容管量:22公里，最大承载力：4000吨。

2.经过大量调研，证明储管池更适合我们的软管铺设项目。

因为储管盘（如图2）的缺点，是它需要一个能够升降的排线机构，这个结构需要一个稳定的桁架结构，这都会带来巨大的投入，而且需要更大的功率来保证管线在排布时候保持一定的张力。万一由于设备的故障，这个张力无法提供，则管线就会有自然脱落的危险，这样将会造成管线损坏的风险。而且遇到软管的接头部分，储管盘的排线方式更是无法解决接头的固定问题。而储管池这种依靠自身重量形成“S”的排线方式(如图3)，正好能克服储管盘的缺点。

图2图3

3.对于软管的排管方式，采取依靠回转轴承运转，将软管进行左右排布均匀。

考虑到软管悬空段的重量，排管臂设计的参数为9吨。能够完全让软管自由的在

左右移动，完全取代了以前需要10多个人工进行手动排管的作业方式。（如图4）

图4

4.对于软管接头部分属于刚性体，在软管接头进入储管池内，采取了增加了沙袋或

棉被等措施，保证软管接头的软着陆，进而不会损坏软管接头根部的软管和下一层软管（图5）。

图5

5.4000吨25米大盘的运转的关键部分是回转轴承。

由于储管池在船舶上的位置已经确定，根据船舶的运输稳性计算得出大盘的最大惯性力为1951t。根据回转支承的承载力曲线，选定回转轴承为三排滚柱轴承。（如图6）

图6

6.解决储管池的结构和传动问题。

卧式储管池形式的软管铺设系统，最复杂的属于储管池的设计。因为要考到储管池在运输过程中的自身运输强度，就需要对其结构进行强度校核。经过设计，本储管池的结构主要由心轴，护栏，底托面板，底托，底座，回转支承底座等构成。（图7）

图7

6.1 储管池定心底座

储管池定心底座主要和船舶甲板焊接，作为一个整体进行运输，主要型材为工字钢，定心底座安装固定后，再进行扇形底座的安装

6.2 储管池底座

储管池底座主要和船舶甲板焊接，现规定分成扇形片，每片扇形片需要焊接完成后，进行整体去应力热处理，再整体机械切削加工，使支撑滚轮基面处于同一个平面内。每片之间采取螺栓和定位销组对，定心底座和扇形安装完成后，用工字钢焊接加强，保证两个底座的同心度。

6.3 储管池支撑滚轮

储管池支撑滚轮主要负责承受负载，支撑滚轮通过螺栓安装在每个扇形底座上。

储管池底座上分布180个支撑滚轮；

滚轮材质：铸钢；

每个滚轮最大承载力：60吨；

滚轮宽度：200mm；

滚轮直径：400mm；

6.4储管池底托

储管池底托上主要存放4000吨的管线，底托下方带有导轨和支撑滚轮接触，依靠回转轴承进而旋转，储管池底托分为16个扇形板，每片扇形片需要焊接完成后，进行整体去应力热处理，再整体机械切削加工，使导轮支撑基面处于同一个平面内。

每片之间采取螺栓和定位销进行组对。 导轮需要采用耐磨高强度合金钢材质。

6.5 储管池芯轴

管线通过芯轴缠绕在储管池中，芯轴承受较大的动载荷。

6.7 储管池外部护栏

储管池外部护栏防止管线的径向滑移，为此外部护栏也具有一定的强度，来克服船舶摇晃产生的惯性力，外部护栏的结构图（见附件6）；外部护栏之间用螺栓连接。

6.8 储管池驱动系统

储管池驱动电机：大功率电机;

储管池驱动方式：销齿传动;

储管池运转速度：0-15m/min;

储管池内圈最大卷绕力：9吨；

7.储管池作业线的优点

1.一次性存储的管线长度较长。

由于这种池型的有效体积比较大，进而可根据需求设计存储量大的储管池

可以大大减少海上施工工期，进而降低海上施工风险。

由于这种储管池存储的基本上都为连续的长距离管缆，这样缩短了海上对接接头的时间，进而能够在海上短暂的天气窗口下，顺利完成施工，进而降低施工风险，同时也降低海上施工费用。

2.可以节约甲板面积，进而选择经济性的船舶

对于长度较长的软管，如果用立式大盘的方式进行存储和铺设，将会因为船舶甲板面积不足而选择大型的作业船舶，但如果用这种卧式储管池铺设设备，则因为整体占甲板面积集中，从而有效的利用了船舶甲板面积，进而能降低船舶租赁费用。

3.设备的整体费用相对于立式大盘的费用会降低。

从整体的费用来看，存储同样的长度的软管用立式大盘的总体造价会比储管池的费用高。从目前使用的立式大盘来看，需要存储1公里软管，至少需要1个大盘。加上大盘需要一个地辊放线器，仅这两样设备的价钱就比现有的储管池总价高出1倍。

8.当前国内外同类先进技术概况

目前国内的软管铺设主要为我公司负责，铺设的方式有龙门式立式软管铺设系统，地辊式软管铺设系统。龙门式软管铺设系统中的软管存储设备一次容纳3.6公里的软管。此种方式的缺点是：需要在海上进行倒盘过驳作业，每次铺设完毕后，作业船舶均需要从铺设目的地返回锚地进行倒盘过驳作业，导致铺设周期长，效率不太高。地辊式软管铺设系统不必要每次到锚地进行过驳作业，但每盘的存储量有限，而且由于船舶的吊装能力不足，每个盘都需要一个地辊放线器，导致费用比较高，占用船舶甲板面积也大。

国外的卧式软管铺设系统比较多，主要分为卧式储管盘和卧式储管池两种类型，主要区别为：储管盘的出管方式为侧面出管和收管，出管的方向和水平面平行，如图8所示。

而储管池的出管方式顶部出管和收管，出管方向几乎垂直于水平面（相对于池底部），如图9所示。

图8

图9

9.成果的重要技术参数与国内外已有同类先进技术全面对比情况

10.成果的经济效益和社会效益情况

经济效益：

1. 卧式储管池软管铺设方法，在计划工期内完成了软管铺设。

2. 公司拥有了自己的软管铺设专业装备，为软管产品打入国际市场奠定了基础，创造了更多的施工项目机会。

3. 解决了软管铺设需采用专业软管铺管船的瓶颈，减少了施工投资。

4. 填补了国内软管铺设的空缺，避免铺设软管需动员国外船舶而产生的较大费用。

社会效益：

填补了国内卧式软管铺设作业线的空白，为油田建设做出巨大贡献。

11.结束语

本项目使得NOED的软管铺设装备有了质的飞跃，从最初的倒盘过驳的简单作业方式，到一次性大容量，大吨位的，高速度，高效率的自动化铺设方式，锻炼了一部分技术人员的创新能力，也节约了海上作业时间，节省了劳动力，让海上施工的工人们感触到NOED的科技带来的实惠和好处。

参考 文 献

成大先 主编机械设计手册（减（变）速器.电机与电气) 化学工业出版社

阮友德 PLC、变频器、触摸屏综合应用实训.中国电力出版社，2009

张利平 液压站设计[M].河北科技大学教材，1999.