試采平臺在埕海冬季作業(yè)風(fēng)險評估與安全管理措施

張俊杰（中海油能源發(fā)展股份有限公司采油服務(wù)分公司天津作業(yè)公司，天津300452）

1 平臺結(jié)構(gòu)風(fēng)險評估與安全管理措施

1.1 冰激振動對平臺結(jié)構(gòu)、土壤的影響

冰荷載作用下，冰激共振是最常見的振動形式之一。對于直立結(jié)構(gòu)，一般是表現(xiàn)為穩(wěn)態(tài)振動，其最為顯著的特征是振幅大、頻率穩(wěn)定。在振動過程中，會較長時間內(nèi)保持較為穩(wěn)定的狀態(tài)，人員感受到的振感特別明顯，而且在有些情況下會清楚的聽到撞擊聲?？梢哉f，穩(wěn)態(tài)振動是引發(fā)冰害的主要因素，其所造成的危害也是最大的。

通過對渤海海冰的長期監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，在該地區(qū)存在較為嚴(yán)重的冰激共振現(xiàn)象。因此，必須采取必要的抗冰措施，比如：對升船高度進(jìn)行科學(xué)的調(diào)節(jié)，進(jìn)而改善其抗冰性能。

對于冰激振動所造成的影響，應(yīng)采取以下措施：

平臺冬季冰期作業(yè)期間，應(yīng)加強(qiáng)對樁腿、平臺圍阱區(qū)、升降結(jié)構(gòu)等區(qū)域的目視檢驗(yàn)頻次，重點(diǎn)關(guān)注有無漆皮開裂、熱點(diǎn)裂紋等情況。

冰期作業(yè)期間，如發(fā)現(xiàn)冰激振動現(xiàn)象較為明顯，建議采取ACFM 無損探傷方法，對包括但不限于以下結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)進(jìn)行無損探傷：水線附近樁腿；平臺升降拉緊結(jié)構(gòu)、升降支撐、升降基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；鎖緊區(qū)域附近樁腿主結(jié)構(gòu)和樁齒。

1.2 低溫對結(jié)構(gòu)的影響

因此，操作人員應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備設(shè)施的檢查，做好日常巡視和保養(yǎng)工作，對于特殊設(shè)備要采取針對性的保養(yǎng)措施，以確保其性能不受影響。

在具體的作業(yè)過程中，當(dāng)作業(yè)環(huán)境條件不滿足要求時，應(yīng)該采取相應(yīng)的安全措施，當(dāng)接到冰情預(yù)報時及時啟動應(yīng)急程序，提前安排應(yīng)急撤離準(zhǔn)備工作。特殊情況下，要采取必要的油井保護(hù)措施后停止作業(yè)，并啟動撤離程序。

此外，冬季作業(yè)過程中，需制訂完備的冬季管理制度，并確保嚴(yán)格執(zhí)行下去，以提高作業(yè)期間人員的安全。

2 冬季平臺設(shè)備設(shè)施風(fēng)險評估與安全管理措施

2.1 冬季冰區(qū)作業(yè)設(shè)備設(shè)施失效形式

2.1.1低溫影響

溫度低于冰點(diǎn)時，水將會結(jié)冰。管線中的水結(jié)冰時，管線將會凍堵，影響管線通暢，使得其中流體不能正常流動。同時由于水結(jié)冰后體積膨脹，使得管線受力，嚴(yán)重情況下，管線將會破裂。

設(shè)備設(shè)施所用油品、冷卻液等的性能與溫度有直接關(guān)系，低溫下，若未使用相應(yīng)型號、性能的產(chǎn)品，將會使得設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常，或?qū)е聯(lián)p壞。

部分設(shè)備設(shè)施設(shè)計使用最低溫度高于作業(yè)區(qū)域極端低溫，若這些設(shè)備暴露在極限低溫環(huán)境下，可能會影響其正常功能。

“我覺得是壞事，”他點(diǎn)點(diǎn)頭，“嗯，絕對是壞事，現(xiàn)在已經(jīng)夠難受了。”他又點(diǎn)點(diǎn)頭，好像在確認(rèn)剛才說的話，然后轉(zhuǎn)身離去。

低溫會對金屬材料的韌性影響越大，使材料變脆，容易發(fā)生脆斷。

2.1.2冰激振動對設(shè)備的影響

海中的冰作用于海上結(jié)構(gòu)物會導(dǎo)致其產(chǎn)生冰激振動，冰激振動會對平臺上設(shè)備產(chǎn)生影響，包括：

使得設(shè)備處于非穩(wěn)定狀態(tài)，使得設(shè)備固定松動、螺栓松動、密封泄漏，影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

振動嚴(yán)重時使得具備振動保護(hù)的設(shè)備觸發(fā)保護(hù)，停止運(yùn)轉(zhuǎn)，影響正常作業(yè)和安全。

會對管線、法蘭等設(shè)備產(chǎn)生影響，造成管線、法蘭等受力改變，嚴(yán)重時導(dǎo)致其損壞。

對儀器、儀表產(chǎn)生影響，使其產(chǎn)生測量誤差，降低其使用壽命，并且會降低精密儀表的測示檢驗(yàn)和計量精度，嚴(yán)重時還將造成這些設(shè)備故障、損壞。如使得計量器具產(chǎn)生誤差、編碼器出現(xiàn)錯誤等。

2.2設(shè)備操作規(guī)程和維保要求適應(yīng)性分析

設(shè)備操作規(guī)程、維保要求是設(shè)備管理的核心內(nèi)容，與設(shè)備實(shí)際使用情況相適應(yīng)的設(shè)備操作規(guī)程、維保要求是保障設(shè)備操作安全和正常使用的關(guān)鍵。

以海洋石油162平臺為例，設(shè)計最低氣溫-20℃，平臺設(shè)計、設(shè)備選型即考慮了最低環(huán)境溫度-20℃下的工作要求。如果是在大港灘海區(qū)塊進(jìn)行冬季油氣試采作業(yè)，此區(qū)域最低氣溫設(shè)計要求達(dá)到-20℃，設(shè)備操作規(guī)程及維保要求需考慮到設(shè)備在此環(huán)境下的特殊要求。

2.3設(shè)備設(shè)施冬季狀態(tài)評估

冬季低溫會對平臺設(shè)備設(shè)施產(chǎn)生影響，影響其正常運(yùn)行和安全。試采平臺設(shè)計最低空氣溫度為-20℃，其設(shè)備設(shè)施正常運(yùn)行時可滿足冬季作業(yè)溫度要求，但若防寒保溫系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備存在隱患，將會影響正常運(yùn)行。因此，需要對平臺主要設(shè)備設(shè)施包括試采設(shè)備及升降系統(tǒng)、防寒保溫措施以及冬季作業(yè)風(fēng)險性較大管線、閥門，消防救逃生設(shè)備等重要的安全設(shè)備設(shè)施狀態(tài)進(jìn)行分析評估。

3 冬季作業(yè)安全管理分析

為進(jìn)一步提高石油產(chǎn)量，通過試采平臺可取得較好的效果。因?yàn)椴捎脱b置的建造、安裝需要花費(fèi)較高的成本，施工周期也比較長，為降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，就需要進(jìn)行試采生產(chǎn)。而冬季試采作業(yè)存在較高的危險性，會受到諸多因素的影響，這就必須采取安全、可靠的管理措施，提高人員、設(shè)備的安全性。

下面就管理體系、應(yīng)急預(yù)案、冰情管理、人員管理這四個方面提出如下建議：

（1）密切監(jiān)視平臺可變載荷，加強(qiáng)冰情監(jiān)控，密切關(guān)注72小時/7天氣象預(yù)報，按照冰情分級、預(yù)警和響應(yīng)的建議，根據(jù)觀測到的冰層厚度，采取相應(yīng)的響應(yīng)措施，保證平臺冬季安全作業(yè)。

（2）應(yīng)對可能影響冰的運(yùn)動參數(shù)如：風(fēng)速和風(fēng)向、潮汐引起的流和豎向波動、海流和海表面波浪等進(jìn)行分析，分析其對海冰運(yùn)動及發(fā)展趨勢的影響，當(dāng)環(huán)境條件達(dá)到進(jìn)入防冰預(yù)警狀態(tài)的條件時，及時進(jìn)入防冰預(yù)警狀態(tài)。

（3）要保障可用船舶資源以滿足平臺防冰及撤離的要求。在任何時候，均應(yīng)確保1 海里清冰圈：在平臺井口周邊1 海里半徑為圓周，進(jìn)行連續(xù)碎冰作業(yè)，冰層會在平臺一海里處出現(xiàn)斷層，隨后而來的浮冰會在斷層處出現(xiàn)堆積，形成一個天然的保護(hù)圈，防止大面積冰層撞擊平臺。及時清除堆積與樁腿間、樁腿內(nèi)、樁腿齒上的積冰，如有大片碎冰在平臺堆積時，及時呼叫守護(hù)船用螺旋槳，將平臺周圍浮冰攪碎推走。守護(hù)船、破冰船特別注意岸冰吹離風(fēng)險，及時發(fā)現(xiàn)大塊堆積岸冰并采取沖撞等方式，將大面積冰排沖撞為小面積浮冰，降低并對結(jié)構(gòu)的作用力。

（4）制定《平臺防冰應(yīng)急預(yù)案》，及時組織培訓(xùn)，并對冬季作業(yè)施工規(guī)范及安全生產(chǎn)措施進(jìn)行培訓(xùn)，參與培訓(xùn)的人員應(yīng)覆蓋平臺所有人員，包括平臺定員及外來服務(wù)人員，確?，F(xiàn)場所有作業(yè)人員都應(yīng)熟知各自在防冰應(yīng)急響應(yīng)過程中的職責(zé)，并通過防冰應(yīng)急演習(xí)來提高應(yīng)急響應(yīng)的有效性，同時加強(qiáng)與有冬季作業(yè)經(jīng)驗(yàn)的平臺的溝通交流作業(yè)經(jīng)驗(yàn)。

（5）充分考慮井筒應(yīng)急處理、降平臺等作業(yè)所需時間，同時結(jié)合冰情發(fā)展的趨勢，確保平臺有充足的時間撤離作業(yè)現(xiàn)場。平臺應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，上報最短封井撤離時間，以供應(yīng)急辦公室決策。

（6）開展防冰應(yīng)急演習(xí)，以確保冬季作業(yè)期間應(yīng)急響應(yīng)的有效性。

4 結(jié)語

總的來說，平臺應(yīng)針對試采、試油等不同作業(yè)工況制定安全作業(yè)時效預(yù)測分析，在盛冰期或海面出現(xiàn)大塊浮冰，有可能出現(xiàn)平整冰時，應(yīng)不進(jìn)行時效預(yù)測較長的作業(yè)任務(wù)，保障平臺能夠及時撤離。當(dāng)出現(xiàn)大塊浮冰且預(yù)報氣溫未回升，有可能出現(xiàn)平整冰前，采取必要的油井保護(hù)措施后停止作業(yè)，并啟動平臺撤離程序。平臺在冰區(qū)條件下持續(xù)作業(yè)是一種有條件作業(yè)，在作業(yè)者充分認(rèn)識到冰區(qū)作業(yè)各類風(fēng)險的同時，還應(yīng)滿足本報告提出的各項(xiàng)監(jiān)測、守護(hù)、冰情管理、保溫、保養(yǎng)維護(hù)、周期性檢驗(yàn)、冬季作業(yè)措施、拖航、撤離、應(yīng)急要求。