淺析海洋石油電氣的現(xiàn)狀與未來方向

胡雪麗

摘 要：近十年來，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，能源需求也進入高速發(fā)展階段，能源需求日益緊張。為滿足能源需求，海洋石油工業(yè)也進入高速發(fā)展階段。大量現(xiàn)代科學(xué)及技術(shù)和先進設(shè)備在海洋平臺上得到應(yīng)用。本文海上石油平臺的電氣安全問題進行了探討，研究了海洋石油電氣的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來發(fā)展進行了分析，這對保證海洋石油電氣工程的發(fā)展具有很強的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：海洋石油；電氣安全；現(xiàn)狀與未來；

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-06-00-02

一、海洋石油電氣技術(shù)的發(fā)展概況

（一）石油電氣技術(shù)的形成與發(fā)展。海洋石油工程電氣技術(shù)的發(fā)展是與船舶電氣技術(shù)密不可分。上個世界初，商船就已經(jīng)開始應(yīng)用直流電驅(qū)動技術(shù)照明了，近半個世紀，商船大都采用十六系統(tǒng)供電。隨著電網(wǎng)負載不斷增長，為了滿足驅(qū)動力的需求，電壓必須相高壓方向發(fā)展。到了上個世紀五十年代，隨著發(fā)電機技術(shù)的迅猛發(fā)展，各國船舶陸續(xù)轉(zhuǎn)向交流系統(tǒng)的使用，并且取得了良好的效果。隨著海洋運輸業(yè)向大型化、高速化和自動化方向發(fā)展，其電氣化水平不斷提高，從六十年代起，自動化技術(shù)顯著提高，這樣嚴重影響著海洋石油電氣工程的發(fā)展，使得海洋石油電氣工程逐漸向智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

（二）海洋石油電氣國內(nèi)外概況。海洋石油的開發(fā)分為以下幾個步驟：海洋地球物理勘探，海洋地址取芯勘探，油田開發(fā)方案設(shè)計，打生產(chǎn)油井，石油采集與運輸。能夠利用到海上鉆井平臺的步驟是海洋地質(zhì)取芯和打生產(chǎn)井，平臺上裝通訊、導(dǎo)航、鉆井和安全救援等海上油氣勘探開所必須的設(shè)備。世界第一座海洋石油鉆井平臺是1949年建造的。1968年德國與意大利共同建造的半潛式鉆井平臺就安裝有交流-直流電動鉆機，在海洋石油技術(shù)中處于領(lǐng)先地位，借助船舶自動化技術(shù)，石油工程電氣技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。我國的石油電氣技術(shù)發(fā)展也很快，所有平臺都采用交流-直流電動鉆機，海洋開發(fā)平臺已經(jīng)采用遙控、遙測、遙訊等集成技術(shù)。申述半潛式平臺的投入大大提高了我國海洋石油電氣化技術(shù)水平，是我國逐漸躋身于世界深水領(lǐng)域的先進水平。

二、海洋平臺電氣施工

海洋平臺電氣工程操作的第一步是電氣施工部分，也是最基礎(chǔ)最重要的一部。海洋石油電氣的安全可靠性和運行維修方面的問題主要有施工質(zhì)量的好壞來決定。在電氣施工中，電纜通道的選擇、電氣設(shè)備的預(yù)設(shè)位置和電纜的敷設(shè)這三方面必須予以高度重視，才可以避免失誤的產(chǎn)生，以便更好的完成海洋電氣平臺的施工。

（一）電纜通道的選取。要想確定電纜通道，首先要明確主干電纜的走向，必須遠離油管線及熱源，比如水蒸氣管線、發(fā)電機排煙管、電阻器及燃油管線等。電纜也要避免與熱管線交叉，或者采取一定的防護措施，保持一定的安全距離。要考慮電纜橋架的分層布置：電力、通信電纜要分層開來敷設(shè)，高壓電力電纜與低壓電力電纜分層開來敷設(shè)等等。還有機電需要注意：高壓電纜遠離起居室；不相關(guān)的電力電纜避開通信室；主電源電纜與應(yīng)急電源電纜的走向不同，要分開敷設(shè)；根據(jù)不同情況，電纜束外壁-電纜筒或者電纜框的選擇也不同，有防水防爆要求時選用電纜筒，其他情況選用電纜框保護即可。

（二）電氣設(shè)備預(yù)設(shè)位置的布置。電氣設(shè)備由室內(nèi)與室外兩部分組成，室內(nèi)部分由配電室和主控室設(shè)備組成，也是電氣設(shè)備布置時設(shè)計的重點部分。為了滿足施工標準，又方便操作和維修，一定要合理布置配電盤柜及配電箱。不能有油管、水管及蒸汽管等可能泄露的管線或者容器存在配電室和主控室周圍。此外，也要重點考慮室外危險區(qū)內(nèi)電氣設(shè)備的布置，不允許布置電氣設(shè)備也不允許敷設(shè)電纜，如果必須要安裝，那么所選用的電氣設(shè)備的防爆等級必須在所在危險區(qū)的防爆要求范圍之內(nèi)。

（三）電纜敷設(shè)注意事項。敷設(shè)電纜時，安裝電纜橋架，割焊電纜筒和電纜框，必須要符合電纜的走向。安裝電纜橋架時，要求規(guī)格、型號要符合施工圖紙規(guī)范。在割焊電纜筒和電纜框時，不能損傷構(gòu)造，位置和型號也要合適，為了防水、防爆，不可用電纜框替代電纜筒。在操作艙室頂壁的作業(yè)時，特別是電焊、氣割艙室頂壁的工作時，如焊接橋架、導(dǎo)線板、電纜筒和電纜框等，必須保護好配電盤、集控臺、變壓器等已完成安裝的設(shè)備。要想進行電纜的敷設(shè)、電力電纜、主電源電纜、高壓電纜與低壓電纜的分層敷設(shè)，必須保證主電纜通道上所有需要動用電焊、氣割的工作都基本完成，且小設(shè)備也基本安裝完畢。還要區(qū)分電力電纜和儀表通信電纜兩者接地要求的不同。

三、海洋石油電氣系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

海洋石油電氣配電自動化系統(tǒng)是指應(yīng)用自動化技術(shù)，使電網(wǎng)企業(yè)能夠控制遠方，及時觀察、協(xié)調(diào)和控制配電設(shè)備系統(tǒng)。配電自動化在我國的發(fā)展經(jīng)過了三個階段：一、通過開關(guān)設(shè)備與斷路器保護相配合，依靠開關(guān)來去除故障。二、通信和和控制系統(tǒng)，是電網(wǎng)自動化發(fā)展飛躍的基礎(chǔ)，不僅實現(xiàn)了對配電網(wǎng)的遠程遙控，還可以通過通訊網(wǎng)絡(luò)實時呈現(xiàn)配電網(wǎng)的狀態(tài)參數(shù)。三、實現(xiàn)了全網(wǎng)的多功能監(jiān)控，是真正意義上的配電自動化，集設(shè)備管理、地理信息系統(tǒng)、饋線自動化、用戶管理、配電運行管理、故障分析等功能于一身。與陸地配電自動化相比，海洋石油電氣系統(tǒng)面臨更多的技術(shù)難題，而且配電自動化技術(shù)起步較晚。首先，要想解決跨海供電的問題，為了實現(xiàn)電氣聯(lián)系需要敷設(shè)海底電纜，海底電纜分支多，線路較短，配電網(wǎng)在繼電保護的上下級配合和故障診斷等方面都有相當?shù)碾y度。其次，海上空間狹小，海洋石油生產(chǎn)系統(tǒng)的電氣設(shè)備眾多，類型龐雜，各個電氣設(shè)備之間距離較短，給配電網(wǎng)的管理和參數(shù)采集帶來了極大的工作量。此外，大部分海洋石油鉆井平臺都長期工作于海上，依靠系統(tǒng)主電源來支持石油生產(chǎn)，如何有效解決配電自動化的通訊問題，建立安全、穩(wěn)定的參數(shù)采集和通訊網(wǎng)絡(luò)，也具有一定的難度。所以很多問題給海洋石油電氣工程的相關(guān)工作帶來很大阻礙，急需進行深刻的技術(shù)革命，來使海洋石油電氣工程相對簡單化和高效化。

四、海洋石油電氣系統(tǒng)前景展望

伴隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)的進程的不斷深入，電力系統(tǒng)發(fā)生了一場深刻的技術(shù)革命，智能變電站不斷興建，計算機信息技術(shù)、光技術(shù)、智能技術(shù)融進了電網(wǎng)，對電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)都帶來了翻天覆地的變化，電網(wǎng)正在朝著智能、綠色的方向不斷發(fā)展。對海洋石油電氣系統(tǒng)來說，隨著光纖通信技術(shù)、智能控制技術(shù)、遙感和遙測技術(shù)、電力系統(tǒng)進行著自動化的變革，更多的新材料和新技術(shù)將應(yīng)用于海洋石油電氣系統(tǒng)，用來解決目前面臨的跨海供電問題，針對電氣設(shè)備眾多和通訊設(shè)備不穩(wěn)定性等問題也起到很好的改善和提高作用，海洋石油電氣系統(tǒng)將更加安全、綠色，配電網(wǎng)的自動化和智能化程度將不斷提高。由于海洋石油開采平臺電氣設(shè)備工作的環(huán)境惡劣，配電安全就顯得十分重要。在越來越倡導(dǎo)數(shù)字動畫設(shè)計有更高要求的當今社會而言，計算機信息技術(shù)、光技術(shù)、智能技術(shù)得到更廣泛的關(guān)注和投入，結(jié)合本文海上石油平臺的電氣安全問題進行了探討，研究了海洋石油電氣的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來發(fā)展的分析，對我國海洋石油電氣平臺的建設(shè)有著高瞻遠矚的意義。

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