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海洋平臺升降試驗風險分析和安全措施

龍源期刊網 http://www.qikan.com.cn 海洋平臺升降試驗風險分析和安全措施 作者:周衛嗚 來源:《科技創新導報》2013 年第 03 期 摘要:該文介紹了海洋自升式平臺在升降試驗中存在的風險,并對其原因進行了分析,在 風險分析的基礎上闡述了相應的防范措施。 關鍵詞:海洋平臺 風險 措施 隨著海洋油氣資源在全球油氣資源中所占份額的逐步增長,海洋平臺作為進行海洋油氣勘 探必不可少的裝置,已經越來越受到油氣開發商的重視,而自升式海洋平臺以其穩定性好,適 應能力強,作業范圍廣等優點成為其中的佼佼者。 根據 RIGZONE 的統計,目前全球投入運營的自升式鉆井平臺已達 385 條之多。自升式平 臺依靠升降裝置使平臺主體沿樁腿爬升或下降,并可支撐于其有效工作行程內任一點。 鉆井平臺的升降裝置有液壓和電動兩種,傳動方式也主要有銷孔和齒輪齒條傳動兩種。不 論采用何種方式的海洋平臺,在平臺建造完成、更換樁腿或升降機構后,為驗證樁腿建造尺寸 公差的控制精度及平臺的升降能力,一般都需要采取升降試驗來進行驗證。升降試驗充滿著諸 多不確定因素,建造船廠多不具備模擬作業現場的實際環境,升降試驗具備一定的風險。 為保證升降試驗的順利完成,必須對潛在的危險因素進行分析,落實可靠的安全措施,確 保升降試驗的順利進行。 1 升降試驗潛在風險 自升式海洋平臺在升降試驗過程中,當平臺爬升至最高點時,其設計穩定性和抗傾覆能力 是無容置疑的。 根據 CCS 入級規范的要求,自升式平臺在站立狀態時,由平臺重量產生的反傾覆力矩與 設計環境載荷產生的傾覆力矩之比對于獨立樁腿為 1.1,沉墊型樁腿為 1.3,因此在正常的環境 狀態下進行升降試驗,理論上不存在傾覆的危險,但從目前平臺在升降試驗中發生事故的頻繁 程度來看,最主要的潛在風險是樁靴損壞、平臺傾斜、升降卡滯等問題。 1.1 樁靴損壞 樁靴在樁腿的最底部,是一個直徑大于樁腿的箱體,其目的是增大下部著地面積,為平臺 提供支撐力。平臺主體及樁腿的巨大重量造成樁靴底部單位面積上的壓力非常大,有的超過 40 噸/平方米。如果在平臺升降試驗過程中,因地層原因樁靴底部不能平均受力,局部受力過 龍源期刊網 http://www.qikan.com.cn 大,超過樁靴的設計強度,就有可能造成樁靴局部刺穿或變形等損壞。樁靴刺穿后,干式樁靴 會灌人海水,使海洋平臺在漂浮狀態不能滿足拖航要求,必須返回船塢進行修復。 目前在北方的船廠中,有的是依山開山而建,舾裝碼頭底部往往會有尖銳的硬突起隱藏在 浮泥之下,選擇這樣的地方進行升降試驗,極容易損壞樁靴。 1.2 平臺傾斜 升降過程中平臺發生傾斜基本有兩種情況,一是升降過程中的運動及振動,將某個樁腿下 部的地基刺穿,造成某條樁腿急速下沉,平臺產生一定的傾斜。 當平臺升離海平面高度較小時,平臺下沉的一端迅速接近水面,船體會在水中產生一定的 浮力,隨著吃水增大,浮力也增大,將會阻止平臺的進一步傾斜,危險性相對較小。 當平臺升離水面高度較大,特別是平臺主體升至樁腿最頂端時,發生樁基刺穿,平臺過度 傾斜,將是非常危險的,有可能造成樁腿折斷或平臺傾覆。 另一種情況是因升降機構故障,剎車或鎖緊裝置失靈,造成平臺單側突然下滑,因下滑速 度非常快,將會對樁腿造成一定程度的損壞,對平臺工作人員造成一定的傷害,這種情況在平 臺初次升降試驗時較為常見。 1.3 升降卡滯 為避免自升式海洋平臺在作業施工中震動過大,并能可靠的將平臺負荷轉移至樁腿,平臺 主體和樁腿之間的間隙一般都設計的非常小,為保證平臺的順利升降,對樁腿的直線度要求很 高,平臺在升降試驗過程中,往往因為樁腿整體直線度、環焊縫處理程度、表面涂裝等因素造 成升降卡滯,輕者對樁腿造成刮擦損傷,重者平臺主體卡滯于樁腿某一位置無法進行升降。 2 平臺升降試驗安全措施 為保證升降試驗的順利進行,首先要選擇正確的試驗地點,對試驗海底進行聲納掃描,確 保沒有硬質廢棄物、海底結構物等,必要時派潛水員現場勘查。對樁靴坐落的區域進行鉆孔取 芯試驗,鉆孔深度不低于平臺設計的最大入泥深度,確保不存在“雞蛋殼”地層及尖銳硬質凸 起。進行升降實驗前必須對升降及鎖緊裝置進行驗證和檢驗,對同步性及各執行動作進行模擬 演練,編制應急方案,制定應急處理措施。 其次是合理的調配平臺活動載荷,使平臺各樁腿所承載的重量基本均勻,每套升降單元的 受力大致相同。升降試驗要選擇能見度好,風力低于 5 級的天氣進行。保持中央控制臺、樁邊 控制臺及升降動力站的通訊暢通,試驗指揮員、操作員、觀察員及潤滑員要落實到位,各負其 責。確保升降試驗按照試驗大綱制定的程序運行。 龍源期刊網 http://www.qikan.com.cn 3 結語 通過對自升式海洋平臺在升降試驗中存在隱患的分析及對相應防范措施的闡述,可以有效 的降低海洋平臺升降試驗的風險,對海洋自升式平臺的升降試驗具有一定的指導意義。

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