海上油氣生產(chǎn)裝置防爆設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)及其對(duì)策探討

賈 媛，陳 好

（海洋石油工程股份有限公司設(shè)計(jì)公司，天津 300451）

安全生產(chǎn)

海上油氣生產(chǎn)裝置防爆設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)及其對(duì)策探討

賈 媛，陳 好

（海洋石油工程股份有限公司設(shè)計(jì)公司，天津 300451）

以XJ24-3生產(chǎn)平臺(tái)的改造設(shè)計(jì)為案例，討論海上油氣生產(chǎn)裝置防爆設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，提出了對(duì)設(shè)備運(yùn)行工況進(jìn)行動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和危險(xiǎn)區(qū)域劃分的解決對(duì)策，以從根本上消除潛在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所設(shè)計(jì)使用非防爆設(shè)備的安全隱患。

海上油氣生產(chǎn)裝置；危險(xiǎn)區(qū)劃分；防爆

海上油氣生產(chǎn)裝置在開采、加工、貯存和輸送石油和天然氣產(chǎn)品時(shí)，不可避免地會(huì)發(fā)生易燃易爆氣體的泄漏，其與空氣中的氧氣混合后會(huì)形成爆炸性氣體混合物。當(dāng)爆炸性氣體混合物處于爆炸濃度范圍內(nèi)，一旦存在引火源如熱表面、電熱、間接電火源（電氣設(shè)備過負(fù)荷、短路、接觸電阻過大）和電火花、電弧和靜電火花等，則極易引起火災(zāi)或者爆炸。一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸，因交通、通訊等條件的局限，會(huì)導(dǎo)致海上救援困難，造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，且會(huì)對(duì)近海周邊環(huán)境和海洋生態(tài)造成嚴(yán)重的污染和破壞。因此，合理地按照不同等級(jí)危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)計(jì)并選用防爆設(shè)備，對(duì)避免海上油氣生產(chǎn)裝置發(fā)生火災(zāi)爆炸事故具有十分重要的意義[1]。

本文以中海油深圳分公司西江油田作業(yè)區(qū)XJ24-3生產(chǎn)平臺(tái)的改造設(shè)計(jì)為案例，討論了海上油氣生產(chǎn)裝置防爆設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)和應(yīng)對(duì)方案，提出對(duì)設(shè)備運(yùn)行工況進(jìn)行動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和危險(xiǎn)區(qū)域劃分的徹底解決對(duì)策，以從根本上消除潛在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所設(shè)計(jì)使用非防爆設(shè)備的安全隱患。

1 海上油氣生產(chǎn)裝置防爆設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)和應(yīng)對(duì)方案

XJ24-3鉆井生產(chǎn)平臺(tái)于1994年11月投產(chǎn)至今，是一座八腿綜合平臺(tái)。其中，在平臺(tái)的中層甲板東端設(shè)置了一艘可容納50人的救生艇，其最初的設(shè)計(jì)理念是考慮到工藝處理區(qū)遠(yuǎn)離位于生活樓的救生艇集合區(qū)，一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，人員可能被阻隔在事故發(fā)生區(qū)無法緊急逃生，這時(shí)工藝處理區(qū)附近的作業(yè)人員可就近選擇搭乘該艇緊急撤離平臺(tái)?；谠脚_(tái)的總體布置，該救生艇四周均無油氣處理設(shè)施，處于非危險(xiǎn)區(qū)域，故其無需考慮防爆設(shè)計(jì)。然而，2010年下半年，西江油田作業(yè)區(qū)適應(yīng)XJ24-3油田從合作轉(zhuǎn)變?yōu)樽誀I的生產(chǎn)需要，對(duì)XJ24-3平臺(tái)進(jìn)行改造，在底甲板東端增加了一清管球發(fā)射筒。從靜態(tài)角度看，中層甲板與底甲板有約14m的高差，清管球發(fā)射筒即使作為新增危險(xiǎn)源，也應(yīng)不會(huì)對(duì)救生艇產(chǎn)生直接的影響。但若從動(dòng)態(tài)角度分析，救生艇在放艇過程中柴油主機(jī)已啟動(dòng)，其必然會(huì)穿越清管球發(fā)射筒附近區(qū)域。而清管球發(fā)射筒在清管作業(yè)時(shí)工作介質(zhì)為可燃油氣，依據(jù)API RP 500標(biāo)準(zhǔn)的要求[2]，清管球發(fā)射筒附近區(qū)域會(huì)形成1類和2類危險(xiǎn)區(qū)。這意味著該救生艇在清管作業(yè)降落過程中，存在穿越危險(xiǎn)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)樽畛踉O(shè)計(jì)時(shí)該救生艇并未考慮防爆設(shè)計(jì)要求，故上述改造設(shè)計(jì)雖已通過獨(dú)立第三方審查，但實(shí)際上仍存在著在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所設(shè)計(jì)使用非防爆設(shè)備的安全隱患。

若要從根本上解除此風(fēng)險(xiǎn)，建議應(yīng)對(duì)方案有三：1）增設(shè)防火墻，將救生艇降落區(qū)與危險(xiǎn)區(qū)隔離開。此方案的主要風(fēng)險(xiǎn)與困難是增設(shè)的防火墻面積較大，需核算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否滿足要求。2）移走救生艇，使其在下落過程中避開危險(xiǎn)區(qū)。此方案的主要風(fēng)險(xiǎn)與困難：①移動(dòng)救生艇需吊機(jī)輔助作業(yè)，需核實(shí)救生艇移動(dòng)是否在吊機(jī)的作業(yè)范圍內(nèi)；②需要核實(shí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否滿足方案實(shí)施。3）附加條件測(cè)試或使用該救生艇。生活樓的救生艇能容納平臺(tái)總?cè)藬?shù)的100%，故清管作業(yè)時(shí)人員逃生應(yīng)選擇撤往位于生活樓的救生艇集合區(qū)，不能再使用或測(cè)試位于生產(chǎn)區(qū)的該救生艇。

2 解決海上油氣生產(chǎn)裝置防爆設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)的對(duì)策

參考XJ24-3鉆井生產(chǎn)平臺(tái)改造設(shè)計(jì)的案例，作為解決海上油氣生產(chǎn)裝置防爆設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)的對(duì)策，應(yīng)注意如下方面：

1）海上油氣生產(chǎn)裝置應(yīng)按危險(xiǎn)區(qū)劃分的原則和標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)不同工況進(jìn)行危險(xiǎn)區(qū)劃分，尤其不能忽略臨時(shí)工況下的危險(xiǎn)區(qū)劃分。

2）設(shè)備的防爆設(shè)計(jì)需全面考慮其放置場(chǎng)所和運(yùn)行場(chǎng)所的危險(xiǎn)區(qū)劃分，從根本上避免在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所設(shè)計(jì)使用非防爆設(shè)備的安全隱患。

3）借鑒國外海上油氣裝置的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，鑒于諸如救生艇等救生、安全和消防類設(shè)備的特殊重要性，其應(yīng)用在非危險(xiǎn)區(qū)亦需考慮防爆設(shè)計(jì)，以最大限度消除未知和不確定性危險(xiǎn)源的影響。

3 結(jié)語

海上油氣生產(chǎn)裝置防爆設(shè)計(jì)工作非常重要，既要保證生產(chǎn)裝置的安全可靠，又要避免盲目提高設(shè)備選型造成工程投資浪費(fèi)。同時(shí)，合理的危險(xiǎn)區(qū)劃分和正確地選擇設(shè)備類型，會(huì)使海上油氣生產(chǎn)裝置可能發(fā)生起火、爆炸的概率減小到最低限度。

[1] 海上固定平臺(tái)安全規(guī)則，2000[S].

[2] American Petroleum Institute. API RP 500, Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classified as Class I, Division 1 and Division 2(Second Edition)[M]. Washington, 1997.

[3] API RP 505, Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classified as Class I, Zone 0, Zone 1, and Zone 2(First Edition)[M]. Washington, 1997.

Analysis on Weak Links and Strategies for Explosion-proof Design of Offshore Oil & Gas Production Installations

JIA Yuan, CHEN Hao
(Offshore Oil Engineering Co. Ltd., Tianjin 300451, China）

Using modification design of XJ24-3 production platform as a negative example, the weak links for explosion-proof design of offshore oil & gas production installations were discussed, and the strategies of dynamic risk identifi cation and hazardous area classifi cation were put forward on the basis of equipment operating condition. As a result, safe hidden danger of non-electrical equipment intended for use in potentially explosive atmospheres could be eliminated essentially.

offshore oil & gas production installations; hazardous area classifi cation; explosion-proof

B

1671-9905(2017)03-0049-02

賈媛，女，工程師，現(xiàn)在海洋石油工程股份有限公司工作，主要從事海洋工程油氣集輸安全的設(shè)計(jì)研究工作。E-mail：jiayuan@mail.cooec.com.cn

2017-01-11