海洋修井機(jī)安全通道設(shè)置探討

關(guān)雙會(huì)1.中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司機(jī)械設(shè)備技術(shù)服務(wù)中心，天津 3004522.西南石油大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，四川成都 610500

海洋修井機(jī)安全通道設(shè)置探討

關(guān)雙會(huì)1，2
1.中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司機(jī)械設(shè)備技術(shù)服務(wù)中心，天津 300452
2.西南石油大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，四川成都 610500

我國對(duì)海洋石油生產(chǎn)設(shè)施中安全通道設(shè)置及設(shè)計(jì)尺寸的要求，在相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)中均有明確規(guī)定，但對(duì)海洋修井機(jī)的安全通道設(shè)置要求卻沒有明確論述。列舉了海上生產(chǎn)設(shè)施涉及的安全通道類型，主要包括逃生通道、消防通道、應(yīng)急通道、操作通道以及維修通道，同時(shí)介紹了每一種通道的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中的設(shè)計(jì)要求。對(duì)海洋修井機(jī)裝備上的井架總成系統(tǒng)、鉆臺(tái)總成系統(tǒng)、下底座總成系統(tǒng)以及附屬設(shè)施中的泥漿固控系統(tǒng)這幾個(gè)主要部位通道的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，分別進(jìn)行了論述，最后給出符合設(shè)備實(shí)際情況的通道設(shè)計(jì)要求，以便指導(dǎo)相關(guān)設(shè)計(jì)，使其既符合安全要求，又滿足設(shè)備生產(chǎn)需要。

海洋修井機(jī)；安全通道類型；設(shè)計(jì)尺寸

海洋石油行業(yè)屬于高風(fēng)險(xiǎn)、高投入、高科技行業(yè)［1］，其生產(chǎn)處所多位于遠(yuǎn)離陸地的海洋中，工作環(huán)境惡劣，工作風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，一旦出現(xiàn)危急情況，處理難度極大。我國對(duì)海洋石油生產(chǎn)設(shè)施的安全設(shè)計(jì)有嚴(yán)格的要求，其中有關(guān)海洋石油生產(chǎn)設(shè)施中安全通道設(shè)置及設(shè)計(jì)尺寸要求，相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)均有明確規(guī)定，但對(duì)海洋修井機(jī)的安全通道設(shè)置要求卻沒有明確論述［2］。

海洋修井機(jī)位于海洋石油生產(chǎn)平臺(tái)上層甲板上，是上層甲板上最大的石油生產(chǎn)裝置，由于受限于平臺(tái)整體承載能力、安裝空間尺寸等經(jīng)濟(jì)性條件約束，所涉及的通道不能夠無限制地自由設(shè)置，但又缺乏明確針對(duì)海洋修井機(jī)相關(guān)通道的設(shè)置要求，使得海洋修井機(jī)相關(guān)通道設(shè)計(jì)、建造和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。

根據(jù)海洋修井機(jī)裝備上需考慮的幾種通道情況，依據(jù)裝備操作使用要求，分別進(jìn)行了討論，得出符合設(shè)備實(shí)際情況的相關(guān)通道的最低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以便指導(dǎo)相關(guān)設(shè)計(jì)，使其既符合安全要求，又滿足設(shè)備生產(chǎn)需要。

1　海上生產(chǎn)設(shè)施通道基本類型

海洋石油工程海上生產(chǎn)設(shè)施主要涉及以下幾類通道：按功能分有安全通道和作業(yè)通道，安全通道包括逃生通道（脫險(xiǎn)通道）、滅火通道（消防通道）、應(yīng)急通道等；作業(yè)通道包括操作通道、維修通道等。針對(duì)海洋修井機(jī)裝備而言，設(shè)計(jì)及建造工作中需要考慮的通道主要有逃生通道、消防通道和維修通道，需要考慮的區(qū)域位置主要為井架總成系統(tǒng)、鉆臺(tái)總成系統(tǒng)、下底座總成系統(tǒng)等，其中以鉆臺(tái)總成系統(tǒng)中鉆臺(tái)面通道設(shè)置最為困難。

海洋修井機(jī)裝備中的通道通常是依據(jù)船舶工程以及海洋工程方面規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)的要求來設(shè)計(jì)的［4-6］，但因所參照的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)中所要求的深度不足或?qū)Ｑ笮蘧畽C(jī)不具有針對(duì)性，給海洋修井機(jī)的設(shè)計(jì)與建造及檢驗(yàn)工作帶來一定困擾。此外，由于海洋修井機(jī)的設(shè)計(jì)與建造常常受到各方面條件的限制，通常將逃生通道與消防通道的設(shè)計(jì)合二為一，以要求高的通道為設(shè)計(jì)前提，從而滿足兩種功能通道的規(guī)范規(guī)定要求，有時(shí)甚至將操作通道和維修通道也一并考慮。

2　不同通道設(shè)計(jì)規(guī)范要求

2.1逃生通道（脫險(xiǎn)通道）

逃生通道是海洋石油工程設(shè)施裝備在設(shè)計(jì)之初必須考慮的，且在裝備投入使用前必須保持暢通的一類通道。該類通道主要是保證設(shè)備操作人員的安全。

（1）《海上固定平臺(tái)安全規(guī)則》中針對(duì)平臺(tái)生活區(qū)內(nèi)的人員通道設(shè)計(jì)尺寸要求最小凈寬度不小于1 m，生活區(qū)扶梯的寬度應(yīng)不小于800 mm，而針對(duì)生活區(qū)的逃生通道（脫險(xiǎn)通道）的具體尺寸沒有明確要求，只對(duì)逃生梯道寬度作了明確的要求，為寬度不小700 mm，與正常的人員通道梯道寬度要求相比有所降低。對(duì)于生產(chǎn)甲板區(qū)域的逃生通道及消防通道，沒有給出明確規(guī)定。

（2）《海上移動(dòng)平臺(tái)入級(jí)規(guī)范》第7篇第12章第3節(jié)的12.3.6條對(duì)脫險(xiǎn)通道的尺寸進(jìn)行了定性描述：脫險(xiǎn)通道應(yīng)有合適的尺寸以使需要逃離的人員迅速有效地逃離，并便于擔(dān)架的使用和消防器材的移動(dòng)。由此規(guī)范可以看出，滅火通道可以和脫險(xiǎn)通道設(shè)計(jì)為一條通道，且通道的尺寸除要滿足人員通行外，還要適應(yīng)自身所配備的消防器材的移動(dòng)與通過。

（3）《國際海上人命安全公約》（SOLAS公約）中對(duì)人員密集區(qū)域的脫險(xiǎn)通道有明確要求，艙壁甲板以下處所梯道凈寬不得小于800 mm，起居處所和服務(wù)處所梯道環(huán)圍的直接出入口寬度不小于900 mm，而對(duì)貨船及類似的生產(chǎn)操作區(qū)域（機(jī)器處所）只是給出了定性要求。

（4）國內(nèi)大多數(shù)海洋石油平臺(tái)及相關(guān)設(shè)施設(shè)計(jì)所參照的中國船級(jí)社規(guī)范《海上固定平臺(tái)入級(jí)與建造規(guī)范》（1992版）中第6篇第3章的3.1.4節(jié)有關(guān)脫險(xiǎn)通道的內(nèi)容，也只對(duì)相關(guān)設(shè)施人員密集區(qū)與非密集區(qū)的脫險(xiǎn)通道進(jìn)行了定性的描述。

（5）《國際消防安全系統(tǒng)規(guī)則》（FSS規(guī)則）第13章中對(duì)船舶相關(guān)的脫險(xiǎn)通道進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，該規(guī)則對(duì)人員密集型的客船以及非密集型的貨船兩大類的不同區(qū)域給出了詳細(xì)的說明和要求。其中客船要求的通道凈寬度不小于900 mm，而對(duì)貨船上用作脫險(xiǎn)通道的梯道和走廊等要求最小凈寬度為700 mm。

（6）《淺海固定平臺(tái)規(guī)范》第8篇第1章第4節(jié)“脫險(xiǎn)通道及逃生路線”一節(jié)中，針對(duì)脫險(xiǎn)通道及逃生路線在井口區(qū)、處理區(qū)和原油存貯區(qū)以及通用機(jī)械區(qū)和控制站等區(qū)域的布置原則給出了要求，而對(duì)脫險(xiǎn)通道及逃生路線的尺寸沒有明確規(guī)定，所需要參照的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范也沒有明確，但其針對(duì)圍蔽的生活區(qū)內(nèi)的脫險(xiǎn)通道給出了具體而明確的尺寸要求：寬度不得小于1.5 m。在第3篇第1章第2節(jié)“鉆井裝置設(shè)計(jì)的基本要求”一節(jié)中，對(duì)鉆井甲板的逃生通道設(shè)計(jì)也只給出了定性要求：“鉆井甲板上應(yīng)至少設(shè)有兩個(gè)相互遠(yuǎn)離的無障礙的通道”，并無明確尺寸規(guī)定。

（7）SY/T6804-2010《海洋平臺(tái)鉆機(jī)設(shè)施布置規(guī)范》第4章“布置原則”里的4.3條對(duì)海洋鉆機(jī)設(shè)施的逃生路線和通道給出了定性要求，描述為“逃生路線和通道應(yīng)保證作業(yè)人員能快速安全到達(dá)集合區(qū)”。

（8）SY/T 6803-2010《海洋修井機(jī)》第6章布置原則里的6.3.2條對(duì)海洋修井機(jī)移動(dòng)底座及鉆臺(tái)設(shè)施在不同井位時(shí)的逃生路線和通道給出了定性要求，描述為“逃生路線和通道應(yīng)不少于兩處梯子或通道”。但只說明要有通道，并沒有給定寬度。

綜上所述可見，脫險(xiǎn)通道及逃生路線寬度確定的依據(jù)與該區(qū)域人員密集程度密切相關(guān)，且人員分布越密集，脫險(xiǎn)通道設(shè)置則越有明確的規(guī)定。在有關(guān)設(shè)備操作區(qū)、井口區(qū)等區(qū)域只是定性地進(jìn)行了規(guī)定。

海洋修井機(jī)井架總成系統(tǒng)區(qū)域、鉆臺(tái)總成系統(tǒng)區(qū)域以及下底座總成系統(tǒng)等相關(guān)操作區(qū)域內(nèi)，人員的分布情況為井架二層臺(tái)1人次，鉆臺(tái)總成的鉆臺(tái)面區(qū)域作業(yè)期間3～4人次，而下底座操作區(qū)內(nèi)通常為1～2人次，井架與鉆臺(tái)區(qū)人員累加為至少4人次，較之人員分布密集的生活區(qū)而言，人員密度分布不及生活區(qū)的十分之一，因此，海洋修井機(jī)相關(guān)的脫險(xiǎn)通道及逃生路線尺寸的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)自身的實(shí)際情況和需要來確定。

2.2消防通道（滅火通道）

消防通道作為安全通道重要內(nèi)容之一，在各海洋工程相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中都有規(guī)定，但只達(dá)到定性程度，不同海洋工程設(shè)施需根據(jù)各自具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。在海洋修井機(jī)的設(shè)計(jì)與建造工作中，通常是與脫險(xiǎn)通道一起考慮的，但前提是要求通道滿足脫險(xiǎn)與消防的基本要求。

（1）針對(duì)移動(dòng)平臺(tái)的滅火通道的要求，在《海上移動(dòng)平臺(tái)入級(jí)規(guī)范》中明確要求需要設(shè)置相關(guān)滅火通道，而在第7篇第12章第3節(jié)的12.3.6條的描述內(nèi)容中可以知道，滅火通道的尺寸是要以適應(yīng)自身消防器材的移動(dòng)為準(zhǔn)則。

（2）《國際海上人命安全公約》（SOLAS公約）中對(duì)于消防通道的規(guī)定并沒有很多的描述。通常情況下，脫險(xiǎn)通道的設(shè)計(jì)尺寸是能夠滿足海上生產(chǎn)設(shè)施所配備的消防器材的順利通過。

（3）《海上固定平臺(tái)入級(jí)與建造規(guī)范》中第6篇第4章的關(guān)于探火和滅火的有關(guān)內(nèi)容中，也并沒有提出具體消防通道的設(shè)計(jì)尺寸要求。

（4）《國際消防安全系統(tǒng)規(guī)則》（FSS規(guī)則）中對(duì)于消防通道的規(guī)定同樣沒有很多的描述。

（5）《淺海固定平臺(tái)規(guī)范》中第8篇第1章第1.1.2條基本原則中明確了相關(guān)平臺(tái)需設(shè)置滅火通道，更為詳細(xì)的規(guī)定則沒有描述。

2.3操作通道

操作通道是一項(xiàng)最基本的設(shè)計(jì)指標(biāo)［7］，在設(shè)計(jì)與建造過程都會(huì)考慮到，其空間和尺寸也能得到足夠的保證，在海洋石油生產(chǎn)設(shè)施及海洋修井機(jī)的設(shè)計(jì)建造工作中遇到的困難不是很突出。

2.4維修通道

在《淺海固定平臺(tái)規(guī)范》第3篇第1章第2節(jié)鉆井裝置設(shè)計(jì)的基本要求一節(jié)中，明確了設(shè)備的布置應(yīng)留有合適的通道和照明以便于操作人員進(jìn)行操作、監(jiān)視、檢查和維修的要求。

在SY/T6804-2010《海洋平臺(tái)鉆機(jī)設(shè)施布置規(guī)范》的第4章“布置原則”里的4.5條給出了定性要求，描述為應(yīng)留有足夠的操作和維修空間。

3　海洋修井機(jī)通道設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

海洋修井機(jī)在總體組成上涉及到通道的位置主要有井架總成系統(tǒng)、鉆臺(tái)總成系統(tǒng)、下底座總成系統(tǒng)以及附屬設(shè)施中的泥漿固控系統(tǒng)，在有關(guān)安全通道以及作業(yè)維修通道方面存在最多問題的地方為鉆臺(tái)總成系統(tǒng)安全通道的設(shè)置，設(shè)計(jì)現(xiàn)狀主要如下。

3.1井架總成系統(tǒng)逃生通道

現(xiàn)有海洋修井機(jī)井架總成系統(tǒng)高度約33 m。修井機(jī)在正常作業(yè)情況下，僅井架二層臺(tái)位置有1人作業(yè)。據(jù)此，在井架主體結(jié)構(gòu)的兩側(cè)面均設(shè)置有逃生以及維修用的直梯，直梯有效凈寬度為400 mm，能夠滿足1人安全通過，符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定尺寸400 ～600 mm的要求［8］。該通道不僅是逃生通道，也同時(shí)作為維修通道。此外在天車臺(tái)合適位置設(shè)置有應(yīng)急逃生滑索裝置，但限于平臺(tái)環(huán)境的特殊情況，該滑索通常沒有安裝或應(yīng)用。

3.2鉆臺(tái)總成系統(tǒng)逃生通道及消防通道

鉆臺(tái)總成系統(tǒng)中的鉆臺(tái)面積和空間通常很小，設(shè)備布置密集，因此是安全通道及維修作業(yè)通道設(shè)計(jì)中最難的一個(gè)位置。受限于平臺(tái)承載及平臺(tái)頂甲板設(shè)備布置情況，鉆臺(tái)尺寸通常為12 m×10 m左右，作業(yè)面積約150 m2，但布滿了專用設(shè)備，因此，在鉆臺(tái)面位置上，脫險(xiǎn)通道、消防通道、操作通道以及維修通道通常是一同考慮的。目前，在設(shè)計(jì)中較為常見的設(shè)計(jì)尺寸為：主脫險(xiǎn)通道尺寸為1.0 m、輔助脫險(xiǎn)通道尺寸為0.8 m，但實(shí)際建造完成后的通道凈尺寸達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)，由此造成驗(yàn)收困難問題。

3.3下底座總成系統(tǒng)逃生通道及消防通道

該位置設(shè)備布置較少，空間較大。設(shè)計(jì)時(shí)所要求的通道尺寸：主脫險(xiǎn)通道凈寬度尺寸為1.0 m、輔助脫險(xiǎn)通道凈寬度尺寸為0.8 m，建造后的實(shí)際情況基本可以滿足。但在高度尺寸上，受到鉆臺(tái)總成主體結(jié)構(gòu)影響，較早期制造的海洋修井機(jī)的下底座總成系統(tǒng)中所設(shè)置的通道，均不能滿足作為逃生通道的要求，只能作為維修通道，而在近期制造的修井機(jī)在高度上給出了凈高度要求大于2.2 m的規(guī)定，才能符合逃生通道的高度要求。由于鉆臺(tái)面高度設(shè)計(jì)及修井機(jī)自身穩(wěn)性性能考慮，多數(shù)情況下也存在一定困難。

3.4附屬設(shè)施類通道

附屬設(shè)施中主要是泥漿罐組系統(tǒng)涉及到安全通道問題，在設(shè)計(jì)與建造中都可滿足。此外，在平臺(tái)頂甲板全面積范圍內(nèi)的安全通道設(shè)計(jì)，也常因海洋修井機(jī)及附屬設(shè)施的安裝與就位造成通道的尺寸不足。這在實(shí)際工作中是比較常見的情況。

4　結(jié)論與建議

通過對(duì)海工設(shè)施設(shè)計(jì)與建造相關(guān)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的研究，可見海洋修井機(jī)在設(shè)計(jì)與建造時(shí)所需要設(shè)置的通道，應(yīng)根據(jù)具體的情況具體分析，設(shè)計(jì)出合理、有效、符合實(shí)際的安全通道及作業(yè)通道。

此外，根據(jù)中國成年人人體尺寸數(shù)據(jù)顯示，人體最大臂寬為486 mm［9］，而在機(jī)械安全方面，避免人體各部位擠壓的最小間距數(shù)據(jù)顯示，對(duì)于人體臂部最小的尺寸要求為500 mm［10］，通用擔(dān)架最大寬度為530 mm［11］。以上這些基本數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)是用來確定脫險(xiǎn)通道、滅火通道以及操作與維修通道等設(shè)計(jì)尺寸的基本依據(jù)。據(jù)此提出如下建議。

（1）海洋修井機(jī)的脫險(xiǎn)通道、逃生通道以及操作和維修通道設(shè)計(jì)的最小凈寬度應(yīng)不小于600 mm，而配套的梯道（主要指斜梯類）為鉆臺(tái)以及下底座中層甲板等區(qū)域至平臺(tái)頂甲板相應(yīng)通道的出入必經(jīng)通路，建議寬度的凈有效尺寸不小于800 mm為宜，也符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的經(jīng)常性單向通行及偶爾雙向通行凈寬度為800 mm的要求［12］，而且與海上實(shí)際狀況一致。

（2）脫險(xiǎn)通道與逃生通道設(shè)為同一條通道的，應(yīng)考慮保證海洋修井機(jī)自身配置的可移動(dòng)式消防器材的順利移動(dòng)。

（3）脫險(xiǎn)通道與消防通道設(shè)計(jì)尺寸不應(yīng)混淆。

（4）在針對(duì)海洋鉆修井裝備的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范中，應(yīng)明確指出脫險(xiǎn)通道、消防通道以及操作和維修通道的設(shè)計(jì)尺寸要求，使海洋鉆修井設(shè)備有一個(gè)共同的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)參考。

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［8］GB 4053.1-2009，固定式鋼梯及平臺(tái)安全要求第1部分：鋼直梯［S］.

［9］GB 10000-88，中國成年人人體尺寸［S］.

［10］GB 12265.3-1997，機(jī)械安全避免人體各部位擠壓的最小間距［S］.

［11］GJB 831-1990，通用擔(dān)架［S］.

［12］GB 4053.2-2009，固定式鋼梯及平臺(tái)安全要求第2部分：鋼斜梯［S］.

Discussion on Safe Routes Setting ofOffshore Workover Rig

GUAN Shuanghui1，2
1.Mechanical Equipment Technology Service Center，CNOOC Energy Development and Equipment Technology Limited Company，Tianjin 300452，China
2.Schoolof Economics and Management，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China

In China，the requirements of safe routes setting and their design sizes for offshore petroleum production facilities are explicitly stipulated in relevant codes，standards and laws，but not for offshore workover rigs.This paper enumerates the safe route types of offshore petroleum production facilities including escape route，fire fighting route，emergency route，operation route and maintenance route，introduces the design requirements of relevant codes and standard for each kind of route，and discusses the current design status of main system safe routes in offshore workover rigs，including derrick integral system，drill floor integral system，lower base integral system and mud solidification control system.Finally，it presents the design requirements of safe routes in accordance with real situation of the facilities，so as to guide relevant design.

offshore workover rig；safe route type；design size

10.3969/j.issn.1001-2206.2016.01.010

關(guān)雙會(huì)（1975-），男，黑龍江寧安人，高級(jí)工程師，1999年畢業(yè)于哈爾濱工程大學(xué)船舶工程專業(yè)，主要從事海洋工程設(shè)備設(shè)施運(yùn)維技術(shù)研究與管理工作。Email：gsh0214@163.com

2015-04-10；

2015-08-25