王運(yùn)龍 陳 明 林 焰 申 陶

（大連理工大學(xué)船舶CAD工程中心 大連 116024）

從目前可看到的文獻(xiàn)中，綜合安全評(píng)估（formal safely assessment，F(xiàn)SA）方法在海洋工程界中是一種比較新的方法［1］.在國(guó)內(nèi)中國(guó)船級(jí)社于1999年11月出版了《綜合安全評(píng)估應(yīng)用指南》［2］且與上海規(guī)范研究所聯(lián)合應(yīng)用FSA對(duì)長(zhǎng)江地區(qū)高速船作了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究；郭昌捷、張道坤等對(duì)FSA在船舶裝卸載過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，重點(diǎn)探討了人為因素的風(fēng)險(xiǎn)分析［3］；馮恩德，樊紅對(duì)船舶FSA的方法進(jìn)行了研究，將概率影像圖理論和證據(jù)理論引入到船舶綜合安全評(píng)估中分別用于解決FSA中的定量風(fēng)險(xiǎn)分析問(wèn)題和缺乏歷史數(shù)據(jù)問(wèn)題［4］.本文參照文獻(xiàn)［5］，對(duì)自升式懸臂鉆井船經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單改造用于安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)方案中存在的危險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、費(fèi)用和受益評(píng)估，提出合理的并能有效地控制風(fēng)險(xiǎn)的措施，從安全的角度論證了方案的可行性.說(shuō)明了FSA在海洋結(jié)構(gòu)物上的應(yīng)用框架和步驟，探討了FSA由理論到實(shí)際應(yīng)用的可行性.

1 自升式懸臂梁鉆井船安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)的模型和工藝過(guò)程

本項(xiàng)目研究的鉆井船安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)的工藝方案，是一個(gè)比較新的課題，國(guó)內(nèi)目前尚未有同類的技術(shù)研究.分析國(guó)外用鉆井船進(jìn)行簡(jiǎn)易平臺(tái)的成功工程實(shí)例的技術(shù)和工藝狀態(tài)，可以總結(jié)出如下特點(diǎn)：（1）費(fèi)用低廉.浮吊安裝租費(fèi)較高，對(duì)于有些簡(jiǎn)易平臺(tái)幾乎相當(dāng)于平臺(tái)自身的造價(jià)；鉆井船的日費(fèi)也高，但與租用浮吊船帶來(lái)的昂貴的動(dòng)／復(fù)員費(fèi)相比仍然有明顯優(yōu)勢(shì)；（2）工期緊湊.如果使用鉆井船來(lái)打井，繼而用該鉆井船安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)，一般是多幾個(gè)工作日就可完成，所以工期緊湊，工序銜接緊密；（3）需注意約束條件（幾何與載荷）.對(duì)于某鉆井船及其設(shè)計(jì)成的安裝方式，可能適合于用安裝某類規(guī)格的簡(jiǎn)易平臺(tái)（受其尺寸和重量的約束）.也就是說(shuō)對(duì)于某個(gè)給定的鉆井船來(lái)說(shuō)，其能夠安裝的簡(jiǎn)易平臺(tái)是有一定約束的，或者在簡(jiǎn)易平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮將來(lái)用鉆井船安裝的約束條件；（4）輔助設(shè)備配置.用來(lái)安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)的鉆井船往往為了更好的進(jìn)行吊裝作業(yè)，需要進(jìn)行必要的改造和輔助設(shè)備的配置.如局部結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)，增加導(dǎo)向滑輪、輔助空中翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、穩(wěn)定吊點(diǎn)的牽索等等.（5）與浮吊相比，鉆井船坐底，吊裝過(guò)程中可以大大降低動(dòng)載荷的影響，但是由于其移動(dòng)能力受到限制，準(zhǔn)確定位能力相對(duì)要差.

在吊裝過(guò)程中，根據(jù)簡(jiǎn)易平臺(tái)的重量、尺寸的大小和鉆井船的大鉤起吊能力及其懸臂梁下可作業(yè)空間的約束，可以整體吊裝，也可以將簡(jiǎn)易平臺(tái)分成上部模塊和下部模塊分別吊裝.通過(guò)對(duì)安裝工藝過(guò)程的技術(shù)分析和論證，對(duì)主要安裝過(guò)程建立的分析模型如圖1所示.圖2為鉆井船安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)工藝的流程圖.

圖1 吊裝過(guò)程模型

圖2 鉆井船安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)流程圖

2 自升式懸臂梁鉆井船安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)作業(yè)過(guò)程的綜合安全評(píng)估

2.1 危險(xiǎn)識(shí)別

危險(xiǎn)識(shí)別的目的是對(duì)所評(píng)估德系統(tǒng)可能存在的所有危險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別，并將這些危險(xiǎn)按照危險(xiǎn)程度列出清單，以便對(duì)主要危險(xiǎn)進(jìn)一步分析和提出相應(yīng)的控制方案［6］.危險(xiǎn)識(shí)別是確定危險(xiǎn)存在并定義其特征的過(guò)程，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)識(shí)別對(duì)導(dǎo)致事故有影響的所有危險(xiǎn)，分析事故情景的可能原因和可能導(dǎo)致的后果，并利用已有的數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后將這些危險(xiǎn)排序，其實(shí)施過(guò)程如圖3所示.

根據(jù)以上建立的分析模型和鉆井船安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)流程，各方面的專家對(duì)潛在的危險(xiǎn)和可能產(chǎn)生的后果進(jìn)行了細(xì)致的討論分析，經(jīng)過(guò)識(shí)別，在作業(yè)狀態(tài)下對(duì)鉆井船主體結(jié)構(gòu)及簡(jiǎn)易平臺(tái)的主要危險(xiǎn)有：（1）碰撞；（2）作業(yè)載荷過(guò)大；（3）落物沖擊；（4）風(fēng)暴過(guò)載.其作業(yè)過(guò)程中的危險(xiǎn)識(shí)別工作如表1所列.

圖3 危險(xiǎn)識(shí)別實(shí)施過(guò)程

根據(jù)中國(guó)船級(jí)社《綜合安全評(píng)估應(yīng)用指南》對(duì)失效的嚴(yán)重性和頻率級(jí)別的規(guī)定，可以列出下面的風(fēng)險(xiǎn)矩陣如表2所列.其中水平1表示為最高風(fēng)險(xiǎn)，水平7表示為最低風(fēng)險(xiǎn).

在危險(xiǎn)識(shí)別工作表中總共識(shí)別了13種失效情況，只要它們的影響被判定為“嚴(yán)重”或“災(zāi)難性”，他們就被注明為危險(xiǎn)，除此之外，它們被定位“輕微”或“不明顯”的失效狀況.為易于排列這些危險(xiǎn)／失效狀況，有必要評(píng)價(jià)出失效影響的嚴(yán)重性和可能性.依據(jù)以上的定義，對(duì)每一個(gè)失效狀況定性作了評(píng)價(jià)，再將危險(xiǎn)識(shí)別工作表的結(jié)果轉(zhuǎn)入到風(fēng)險(xiǎn)矩陣，如表3所列，作為危險(xiǎn)／失效狀況優(yōu)先次序的依據(jù).

2.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

本文評(píng)估主要是針對(duì)鉆井船主體結(jié)構(gòu)失效或簡(jiǎn)易平臺(tái)受損而引起的環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)損失的風(fēng)險(xiǎn)，在度量分險(xiǎn)時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則采用目前承認(rèn)的風(fēng)險(xiǎn)3個(gè)層次：不可接受的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、合理可行的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)（ALARP）及可忽略風(fēng)險(xiǎn)區(qū).在表2的風(fēng)險(xiǎn)矩陣中不可接受區(qū)可確定為水平1至3.ALARP區(qū)為水平4至5，以及可忽略區(qū)為水平6和7.根據(jù)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)矩陣的評(píng)估可以得出以下結(jié)論.

水平3（這些風(fēng)險(xiǎn)視為不可接受）：7，13.

水平4（這些風(fēng)險(xiǎn)視為ALARP）：1，2，3，4，6，8，9.

水平5（這些風(fēng)險(xiǎn)視為ALARP）：5，10，11，12.

據(jù)嚴(yán)重性和概率級(jí)別的定義，2種危險(xiǎn)（7，13）被列為不可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平.在未來(lái)使用過(guò)程中在確定鉆井船主船體結(jié)構(gòu)性能良好的同時(shí)，嚴(yán)禁進(jìn)行使懸臂梁伸出過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)其允許范圍的操作，嚴(yán)禁在外部環(huán)境超出鉆井船可承受范圍的時(shí)間、地點(diǎn)進(jìn)行安裝作業(yè).

有11種危險(xiǎn)（1，2，3，4，5，6，8，9，10，11，12）被列為ALARP風(fēng)險(xiǎn)水平，屬于可容忍的，但可容忍并不等同于可忽略，業(yè)主必須認(rèn)真全面地研究“可容忍的”風(fēng)險(xiǎn)，找到其作用規(guī)律，采取必要地防范措施，做到心中有數(shù).

表1 鉆井船主體結(jié)構(gòu)及簡(jiǎn)易平臺(tái)危險(xiǎn)識(shí)別工作表

表2 風(fēng)險(xiǎn)矩陣

表3 失效狀況的風(fēng)險(xiǎn)矩陣

2.3 風(fēng)險(xiǎn)控制方案

針對(duì)以上的分析，結(jié)合鉆井船的具體情況，對(duì)鉆井船安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)提出如下幾個(gè)控制方案：（1）嚴(yán)格控制作業(yè)范圍，控制懸臂梁伸出船體的長(zhǎng)度在允許范圍內(nèi)；（2）嚴(yán)禁在外部環(huán)境超出鉆井船可承受范圍的時(shí)間、地點(diǎn)進(jìn)行安裝作業(yè)；（3）注意運(yùn)輸船移船操作，防止與鉆井船、簡(jiǎn)易平臺(tái)下部模塊碰撞；（4）對(duì)被安裝的簡(jiǎn)易平臺(tái)有嚴(yán)格的尺寸、重量限制，不要超標(biāo)作業(yè)；（5）在吊裝過(guò)程中要注意升降速度的控制，防止產(chǎn)生碰撞；（6）培養(yǎng)一支業(yè)務(wù)水平高，責(zé)任感強(qiáng)，高素質(zhì)、現(xiàn)代化的專業(yè)隊(duì)伍.

2.4 費(fèi)用與受益評(píng)估

為了滿足鉆井船可以就近進(jìn)行簡(jiǎn)易平臺(tái)的安裝，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，可以用很少的改造費(fèi)用取得對(duì)簡(jiǎn)易平臺(tái)的安裝功能，用鉆井船就近對(duì)簡(jiǎn)易平臺(tái)進(jìn)行安裝，不僅可以節(jié)省租用起重船的費(fèi)用，而且如果使用鉆井船來(lái)打井，繼而用該鉆井船安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)，一般幾個(gè)工作日就可完成，所以工期緊湊，工序銜接緊密，為后續(xù)工作取得了時(shí)間，其效益是非?？捎^的.

此方案發(fā)生的費(fèi)用主要包括：（1）改造和輔助設(shè)備費(fèi)用.用來(lái)安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)的鉆井船為了更好的進(jìn)行吊裝作業(yè)，需要進(jìn)行必要的改造和輔助設(shè)備的配置，如局部結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)，增加導(dǎo)向滑輪、輔助空中翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、穩(wěn)定吊點(diǎn)的牽索等等；（2）技術(shù)隊(duì)伍的培訓(xùn)費(fèi)用.發(fā)生的總費(fèi)用與受益相比是微不足道的.

2.5 提出對(duì)決策的建議

由于鉆井船本身具有起吊能力，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單改造，用于簡(jiǎn)易平臺(tái)的安裝，在鉆井船結(jié)構(gòu)允許的范圍內(nèi)是可行的.在安裝過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)采取預(yù)防措施，可以控制在可接受的范圍內(nèi).針對(duì)目前的海洋工程市場(chǎng)的工期緊、大型浮吊租賃困難且費(fèi)用昂貴的現(xiàn)狀，對(duì)自升式懸臂梁鉆井船進(jìn)行簡(jiǎn)單改造用于簡(jiǎn)易平臺(tái)的安裝是一個(gè)新的選擇方向.

3 結(jié)束語(yǔ)

本文總結(jié)了利用自升式懸臂梁鉆井船安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)的特點(diǎn)，探討了其工作原理和工作流程，將綜合安全評(píng)估的方法用于對(duì)自升式懸臂鉆井船經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單改造后安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)方案的可行性研究，從安全評(píng)估的角度論證了自升式海洋鉆井船經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單改造用于安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)的可行性，說(shuō)明了FSA在海洋工程中的應(yīng)用框架和步驟，探討了FSA由理論到實(shí)際應(yīng)用的可行性.我國(guó)尚沒(méi)有采用自升式鉆井船進(jìn)行海上簡(jiǎn)易平臺(tái)的安裝經(jīng)驗(yàn)，也沒(méi)有開(kāi)展過(guò)相關(guān)的研究論證工作，如何在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，使鉆井船的安全得到保證，是該安裝作業(yè)過(guò)程中必須解決的一個(gè)難題，因此對(duì)其作業(yè)過(guò)程進(jìn)行綜合安全評(píng)估是必要的，也是可行的.

［1］李玉剛，林 焰，紀(jì)卓尚.海洋平臺(tái)安全評(píng)估的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀［J］.中國(guó)海洋平臺(tái)，2003，18（1）：4－8.

［2］中國(guó)船級(jí)社.綜合安全評(píng)估應(yīng)用指南［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.

［3］郭昌捷，張道坤，李建軍.綜合安全評(píng)估在船舶裝卸載過(guò)程中應(yīng)用［J］.大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，42（5）：564－568.

［4］陳 明，林 焰，紀(jì)卓尚.自升式懸臂鉆井船安裝簡(jiǎn)易平臺(tái)方案可行性研究報(bào)告［R］.大連：連理工大學(xué)學(xué)船舶工程學(xué)院，2006.

［5］樊 紅，馮恩德.一種基于證據(jù)理論的船舶綜合安全評(píng)估（FSA）方法［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：交通科學(xué)與工程版，2004，28（4）：546－549.

［6］李玉剛.綜合安全評(píng)估（FSA）方法在海洋平臺(tái)上的應(yīng)用［D］.大連：大連理工大學(xué)船舶工程學(xué)院，2002.