黄昏时,一艘重型起重船停靠在老化的海上平台旁,正将一个模块吊离上部组块
退役拆除吊装

反向实施安装,但重量未知、钢材老化,而且没有第二次尝试的机会。

海上退役拆除吊装的挑战

退役拆除的规模

在OSPAR海域,数百座海上设施最终需要拆除,正在实施的计划将持续数十年而非数年。仅英国大陆架,预计约27十亿英镑的退役拆除支出将发生在2023年至2032年。每次拆除都需要对原始安装进行逆向工程,包括切割、吊装和运输已服役20–50年的结构。

实际应用: 回收吊装通常需要针对具体工况确定设备规格,请参阅 定制重型吊装设备 以及 工程研究与分析.

与新建设施安装不同,退役拆除吊装面临其特有的挑战,因此风险和不可预测性本来就更高。

新建设施安装与退役拆除的比较:重量、结构、吊点、文件和吊装顺序。
新建设施安装退役拆除
重量可从制造记录中确定竣工重量可能 10–30% 高于记录值
结构新钢材,焊缝已验证经历20–50年后的腐蚀、疲劳及混凝土劣化
吊点针对当前吊装设计30年前供一次性安装使用的吊耳,现需验证或更换
文件现行吊装分析原始分析通常无法获得
顺序一次计划吊装边切割边吊装,每次切割均发生载荷转移

重量不确定性

退役拆除吊装的首要挑战是重量不确定性。平台上部组块在数十年间会积累各种材料,包括管路改造、增设设备、下部结构上的海生物、构件内积水以及桩腿内钻屑。根据ND的项目经验,现场实测重量可能明显高于原始记录;具体结构的重量应通过重量核验确定,而不能依赖经验法则,并应计入项目批准的不确定性裕量。

这种不确定性直接影响起重机选型、吊索设计和 DAF计算。保守估算重量至关重要,但估算过高意味着租用超出实际需要、费用更高的大型起重船。采用应变计的重量测量和顶升试验有助于缩小范围,但无法完全消除复杂结构的重量不确定性。

结构完整性问题

腐蚀的钢材、疲劳的焊缝和劣化的混凝土,使退役结构的切割和索具安装本来就比新建构件的吊运风险更高。30年前为一次性安装吊装设计的吊点可能不适用于拆除吊装,因为吊耳可能已腐蚀、结构构件可能已削弱,或原始吊装分析已无法获得。

在某些情况下,拆除前必须在结构上专门设计并焊接新吊点。这需要进行结构评估;对于水下构件,通常使用ROV,并会增加项目工期和成本。

退役拆除中的升沉补偿

升沉补偿在退役拆除中发挥关键作用,原因包括:

  • 裕量管理 ,在建模工况中,补偿器可降低载荷的动态分量,但不会减小真实静态重量。应先核验重量并预留静态承载能力,再通过动力分析确定补偿器带来的收益。
  • 天气敏感性 ,退役拆除作业通常安排在夏季,但仍会遭遇北海天气。补偿器可 扩大作业窗口 ,并减少因等待天气造成的高成本停工天数。
  • 着放控制 ,将拆下的上部组块放置到货运驳船上需要受控下放。补偿器可消除着放过程中的相对运动分量,随后还应针对驳船工况校核着放速度、行程和接触载荷。
  • 冲击防护 ,切割作业期间,突发载荷转移可能使冲击载荷传入起重机系统。 POLARIS等缓冲器 可保护起重机免受这些瞬态力。

风险→缓解措施,每项一行

退役拆除吊装风险:各项风险的来源及缓解方式。
风险来源缓解措施
重量意外偏差数十年的改造、海生物、构件内积水和钻屑采用保守估算、应变计测量和顶升测量,并预留动载裕量; 被动升沉补偿器 可降低DAF并提供缓冲裕量
吊点失效吊耳腐蚀、构件疲劳、分析资料缺失进行结构评估(水下部分使用ROV);必要时设计并焊接新吊点
切割引起的载荷转移构件切断时突然释放冲击吸收: POLARIS 可限制传入起重机的瞬态载荷
等待天气北海海况,即使在夏季作业期间亦如此补偿可放宽作业Hs 限值,参见 天气窗口
驳船硬着放起重机与货运驳船之间的相对运动通过补偿将负载受控下放至驳船

对于重型拆除,承载能力范围同样重要: CYGNUS 可提供最高达10 000 t的被动升沉补偿。

退役拆除吊装常见问题

为什么退役拆除吊装比安装吊装风险更高?
重量可能比记录值高10–30%,结构和吊点发生劣化,原始分析资料也可能缺失;这相当于在更多未知因素下反向实施安装,而且没有第二次尝试的机会。
实际重量与记录值可能相差多少?
通常比原始设计记录高10–30%,原因包括管路改造、增设设备、海生物、构件内积水以及桩腿内钻屑。
退役拆除吊装前如何核验重量?
采用应变计的重量测量和顶升试验可缩小重量范围,但对于复杂结构仍无法完全消除不确定性,因此保守估算并预留动载裕量仍不可或缺。
升沉补偿对退役拆除有何作用?
可针对重量意外偏差提供DAF裕量、扩大天气窗口、实现驳船受控着放,并在与缓冲器配合时防护切割载荷转移产生的瞬态载荷。
原有吊点能否重新用于拆除?
只有通过核验后才能使用,因为腐蚀的吊耳和疲劳构件可能无法承受拆除工况。评估后通常需要在吊装前焊接专门设计的新吊点。

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正在规划退役拆除作业的吊装?

残余重量不确定,吊点已使用数十年,切割会使载荷阶跃转移。POLARIS可在转移过程中保护起重机,CYGNUS则用于重型拆除。请发送结构详情,我们将提供规格选型。

依据与假设

本页数值的来源及其适用范围。筛选值为模型估算结果,不能替代基于自身项目条件开展的项目专项分析。

设施数量与拆除计划公开来源
OSPAR维护着OSPAR海域海上油气设施的公共清单。清单记录了1,300多座在役设施,约170座自1998年以来被拆除;该计划将持续数十年而非数年。 OSPAR海上设施清单.
退役拆除支出公开来源
北海转型管理局预计,仅英国大陆架的退役拆除支出就约为27十亿英镑,发生在2023年至2032年,而英国大陆架总估算接近44十亿英镑。北海其他大陆架的数字由各自监管机构另行发布。 NSTA英国大陆架退役拆除成本估算.
竣工重量比设计记录高10–30%项目经验
该范围源自吊装规划实践,并非实测统计值。它反映了油田全生命周期内累积的改造、增设设备、海生物、构件内积水和钻屑。应将其视为对吊装件称重或安装仪器测量的理由,而不能作为设计取值。

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