海上鉆井平臺改造成度假村的新思路

袁 涵，李東澤，白學松

中國礦業(yè)大學力學與建筑工程學院

海上鉆井平臺改造成度假村的新思路

袁 涵，李東澤，白學松

中國礦業(yè)大學力學與建筑工程學院

我國對海洋油田的開發(fā)已經(jīng)有了50年的歷史，至今，一些海上平臺已經(jīng)超出了設計的使用年限。對退役海上平臺的處理措施有很多，對其進行二次開發(fā)利用會帶來很多好處：可以避免拆除時的風險，可以減少拆除時的費用，還可以保護海洋環(huán)境。針對中國的實際情況，我們綜合應用多領域的知識，并借鑒美國墨西哥灣海上鉆井平臺改造的案例，提出將海上鉆井平臺改造成度假村的新思路。

海上鉆井平臺；再利用；度假村

1 國內(nèi)海上鉆井平臺二次利用

1.1 拆除的風險和費用

海洋鉆井平臺的拆除是一個復雜的并且涉及許多技術領域的綜合性系統(tǒng)工程，受到經(jīng)濟、技術、安全等多種因素的制約。由于平臺已使用多年，腐蝕現(xiàn)象嚴重，結(jié)構(gòu)的強度已經(jīng)大為減弱，極易發(fā)生重大事故。相關資料指出，拆除的總成本約占初始投資的費用的3.3%—6.7%之間。根據(jù)工程公司初步估計，鋼結(jié)構(gòu)平臺拆除花銷可達到2500—3000萬元。

1.2 我國海上鉆井平臺二次利用的好處

我國大部分海上鉆井平臺位于近海區(qū)域，再利用的難度較小。大多數(shù)的平臺水深低于50米，平臺的穩(wěn)定性好，便于開發(fā)利用。最重要的是臺風相對其他國家和地區(qū)較少，便于以后的長期經(jīng)營。

2 海上鉆井平臺改造成度假村

我們以莫里斯建筑事務所的海上度假村概念為基礎，綜合應用太陽能、風能、潮汐能等綠色能源，進行了大膽的設想與假設。

2.1 主體結(jié)構(gòu)與材料

2.1.1 主體結(jié)構(gòu)

進行平臺改造時，僅需拆除個別突出的鋼架，而且拆下來的材料經(jīng)過除銹處理后可以繼續(xù)應用于平臺的建設。上層建筑主體結(jié)構(gòu)是中空式的，這樣的設計使臺風無論從哪個方向襲擊都可以保持穩(wěn)定性，而且有利于底部區(qū)域的采光與通風。每個房間都是在陸地預制的，有序的鑲嵌進主體結(jié)構(gòu)。

2.1.2 建筑材料

普通彈力繃帶小手套在固定過程中需要將患兒的大拇指分開,手背和其余四指被固定在繃帶手套中,每天在護理人員檢查過留置針情況后,彈力繃帶手套便會自動粘合,在更換敷料時,護理人員需要將繃帶小手套整體取下,更加好更換后在重新固定好[3]。

主體結(jié)構(gòu)使用有“綠色建材”之稱的鋼材。表面使用光伏玻璃幕墻等太陽能光伏建筑一體化材料架空封閉。上層建筑基礎混凝土采用再生骨料，外墻和地板為舊房回收廢料，墻體保溫采用由廢紙纖維制成保溫材料。內(nèi)部房間的建造主要使用鋼結(jié)構(gòu)、壓型鋼板、復合板等，方便日后的回收與維護。

2.2 太陽能的利用

光伏玻璃幕墻等太陽能光伏建筑一體化材料，直接為度假村提供綠色環(huán)保的太陽能電力。建筑光電一體式系統(tǒng)作為一項新領域有如下優(yōu)點：1)減少了電量輸送過程的大量損耗；2)節(jié)省空間；3)省去了建筑圍護結(jié)構(gòu)的部分費用；4)與建筑結(jié)構(gòu)緊密貼合，省去了單獨為光電設備提供的支撐結(jié)構(gòu)；5)美觀；6)產(chǎn)生電力的方式不破壞環(huán)境，多余的電能還可用于制冷系統(tǒng)的驅(qū)動和海水淡化加工廠的運轉(zhuǎn)。

2.3 風能的利用

海上有豐富的風能資源，我國海上的風能資源儲量很多，遠遠大于陸地風能，眾所周知，海上風力發(fā)電是風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新領域。在度假村海上平臺的四周安裝風力渦輪機組，把風力發(fā)電并入太陽能發(fā)電電網(wǎng)，能夠向大電網(wǎng)提供充足的電力。

2.4 潮汐能的應用

潮汐能是一種不消耗燃料、沒有污染、不受洪水或枯水影響、用之不竭的再生能源。根據(jù)目前的技術，在海洋各種能源中，潮汐能的開發(fā)利用最為現(xiàn)實、最為簡便。為提高潮汐的利用率，可以在海上鉆井平臺下設置雙向水輪機組，以在漲潮進水和落潮出水時都能發(fā)電。

2.5 維護

由于海上平臺所處位置的特殊性，日常的維護顯得格外重要。鉆井平臺在海洋環(huán)境中，從上到下環(huán)境條件有光照、溫度、水流、鹽度等因素，腐蝕機理和腐蝕類型不同，所采取的的對策也不同。

2.5.1 涂料防腐

涂料防腐價格低，施工方便，是目前鉆井平臺最常用的防腐方法之一。海上鉆井平臺常用的幾種涂料有：

(1)環(huán)氧樹脂：是一種性能優(yōu)良的樹脂，與其他材料表面有著超強的附著力，是首選的保護材料。

(2)聚氨酯樹脂：此種材料可以調(diào)節(jié)配方，可以制做成剛性涂料，也可制成彈性涂料，可作底漆也可作面漆。

(3)富鋅底漆：防腐蝕機理：在初始階段，鋅粉溶解，對鋼鐵起陰極保護作用。以后階段，隨著鋅粉的溶解，在鋅粉顆粒中沉積了許多腐蝕產(chǎn)物，這些致密而微堿性腐蝕物阻擋了腐蝕因子透過，從而達到防腐效果。

2.5.2 熱噴涂防腐技術

熱噴涂技術利用熱源使鋅或鋁熔化，用壓縮氣體將熔化成微熔滴的金屬霧，以很高的速度噴涂到基體表面，形成防護涂層。在鋼鐵表面覆蓋上鋅層，因鋅層相對鋼鐵電位更負，在構(gòu)成腐蝕電池時成為陽極，而鋼鐵成為陰極，這樣，在陽極區(qū)（鋅或鋁）釋放電子而溶于水，產(chǎn)生腐蝕。而陰極區(qū)（鋼鐵）在其表面吸收電子，與氧發(fā)生還原反應，基體受到保護，這就是鋅/鋁涂層的電化學陰極保護原理。與涂料涂裝相比，熱噴涂防腐技術有許多優(yōu)越之處，可實現(xiàn)20～40年內(nèi)免維護。

2.5.3 電化學防護

電化學防護法原理是給被保護金屬通以陰極電流，發(fā)生了陰極極化從而減緩腐蝕。根據(jù)電源的來源不同，可分為外加電源法和犧牲陽極法，前者是將被保護金屬與電源負極相連，后者為將被保護金屬與電位更負的犧牲陽極相連。由于外加電源對于海上油氣鉆探作業(yè)存在一定的安全風險，犧牲陽極法不需外加電源，不干擾臨近金屬設施，電流散能力好，便于日后的管理和維護。因此犧牲陽極法在海上平臺防腐中廣泛得到應用。

3 結(jié)語

海洋事業(yè)在不斷的發(fā)展，越來越多的海洋平臺將投入使用，也一定將有大量的海洋平臺面臨退役。如果能將這些平臺有效地開發(fā)利用，如改造成海上度假村，讓他們發(fā)揮自己更大的價值，將是一筆巨大的財富。

[1]侯保榮.海洋腐蝕環(huán)境理論及其應用[M].北京：科學出版社，1999.

[2]李異.犧牲陽極在海泥中電化學性能的影響因素[J].腐蝕與防護，2001，22(12)：527-529.

[3]劉登良.涂料工藝[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009.