阮志豪+趙慶凱+王文娟+蘇冠瑜+丁玲

摘 要：目前，在中國各個(gè)海域中，渤海海域擁有數(shù)量最多的即將棄置的海上平臺(tái)，而且已探明有大量的邊際油田需要開發(fā)。海洋平臺(tái)的拆除工作在渤海海域有著巨大的潛在市場，因此，研究一套適用于我國渤海海域的海上棄置平臺(tái)組塊拆除方案將會(huì)有很大的應(yīng)用前景。本文以此為出發(fā)點(diǎn)，并依托岐口海洋平臺(tái)上部組塊拆除潛在項(xiàng)目，提出了雙船浮托法整體拆除棄置海洋平臺(tái)上部組塊的方案，并為以后工程實(shí)際操作提供了相應(yīng)的方案參考。

關(guān)鍵詞：海洋平臺(tái)；整體拆除；棄置平臺(tái)組塊；雙船浮托法

中圖分類號(hào)：U674.38 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）06-0050-03

隨著人類對油氣資源需求的不斷增加，海上油氣資源的開采力度加大，越來越多的海洋平臺(tái)被廣泛地應(yīng)用于海上油氣田的開采生產(chǎn)服務(wù)當(dāng)中。而海洋平臺(tái)的使用是有一定壽命的，一般的海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)壽命在20年左右。目前我國的部分海洋采油平臺(tái)已達(dá)到其使用壽命，根據(jù)相關(guān)的國際公約、國際慣例和國內(nèi)法律及法規(guī)的要求，為保護(hù)海洋環(huán)境和不妨礙其他海洋資源的開發(fā)，對已達(dá)到使用壽命周期，或不再使用的海洋平臺(tái)必須進(jìn)行妥當(dāng)?shù)耐艘蹚U棄處理，通常的處理方法為全部拆除或者部分拆除。由于海洋平臺(tái)的退役廢棄處理的費(fèi)用高企，而且相關(guān)法律法規(guī)的要求嚴(yán)格，因此海洋平臺(tái)的廢棄處置逐漸成為海洋油氣工業(yè)的一個(gè)重要議題，同時(shí)也備受建設(shè)者們的廣泛關(guān)注。因此，平臺(tái)的拆除技術(shù)也隨之成為一門新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，等待著人們?nèi)パ芯刻接懸约皩?shí)踐。

1 國外拆除方法

20世紀(jì)60年代，世界便開始對海上油氣資源進(jìn)行開發(fā)。于上世紀(jì)70年代，國外已經(jīng)開始了海洋平臺(tái)的拆除工作。至今為止，國外的海洋平臺(tái)的拆除工作已有40多年歷史。在拆除工作中，國外也積累了較為豐富的拆除方面的經(jīng)驗(yàn)，相應(yīng)的拆除技術(shù)也頗為成熟。而常用于拆除海洋平臺(tái)上部組塊的方法有：吊裝法與浮托法兩種拆除方法。

吊裝法在海洋平臺(tái)組塊拆除中，要依賴于浮吊船來完成。小型平臺(tái)組塊采用整體吊裝，大型平臺(tái)組塊因其重量若超出起重船的能力，且在結(jié)構(gòu)允許的情況下可以采用分塊拆除。

浮托法又分為單船浮托和雙船浮托。對于大開口式導(dǎo)管架宜采用單船浮托法，對于組塊重量較大，且導(dǎo)管架開口較小則可考慮采用雙船浮托法進(jìn)行整體拆除。

單船浮托法是指一艘浮托船進(jìn)入大開口導(dǎo)管架，通過系泊系統(tǒng)以及調(diào)載使船上臨時(shí)支撐與上部組塊樁腿進(jìn)行對接，對接完成后調(diào)載浮托船使其上升以頂升組塊，當(dāng)組塊頂升離開導(dǎo)管架樁腿一定高度后，浮托船駛出導(dǎo)管架并將組塊運(yùn)至指定地點(diǎn)。

雙船浮托法原理與單船浮托法基本一致，區(qū)別在于需要兩艘浮托船，分列在導(dǎo)管架外側(cè)完成上部組塊的拆除。具體步驟會(huì)在后續(xù)詳細(xì)介紹。

2 國內(nèi)拆除方法

在海洋石油行業(yè)中，我國起步較晚，1972年發(fā)現(xiàn)第一個(gè)海上油田，迄今也只有40多年歷史。由于我國在海洋石油行業(yè)起步較晚，平臺(tái)組塊的拆除工藝等也隨之較晚，目前仍處于起步階段?，F(xiàn)階段國內(nèi)拆除平臺(tái)組塊的方法大多使用起重船吊裝的形式。若采用分塊吊裝，則需在平臺(tái)進(jìn)行組塊切割，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且危險(xiǎn)性較大，同時(shí)也極易造成海洋環(huán)境污染；若為整體拆除，則需使用具有足夠起重能力的大型起重船。起重船起吊法會(huì)受到起重船的資源，檔期，租賃費(fèi)用等諸多方面的限制。

鑒于國內(nèi)在拆除海上平臺(tái)組塊方面的經(jīng)驗(yàn)較少，以及綜合考慮海上平臺(tái)拆除工程的經(jīng)濟(jì)成本、環(huán)境保護(hù)以及施工安全等因素，仍需探索并研究一套適用于我國實(shí)際情況，并且可以實(shí)現(xiàn)一次投入多次產(chǎn)出的既經(jīng)濟(jì)又可靠可行的新方法，以應(yīng)用于國內(nèi)海洋平臺(tái)組塊的拆除工作。由于渤海海域的環(huán)境條件比國內(nèi)其他海域更適合雙船浮托法，以此為出發(fā)點(diǎn)，并依托岐口海洋平臺(tái)上部組塊拆除潛在項(xiàng)目，提出了雙船浮托法整體拆除棄置海洋平臺(tái)上部組塊的方案。

3 雙船浮托法

目前，雙船浮托法只有在海洋平臺(tái)的上部組塊安裝中得到成功應(yīng)用，雙船浮托法用于整體拆除海上棄置平臺(tái)組塊仍處于研究階段。

依托岐口海上平臺(tái)棄置組塊拆除潛在項(xiàng)目，綜合考慮組塊重量、船舶資源以及長距離運(yùn)輸問題等提出了三種雙船浮托的方案，為今后國內(nèi)拆除海上棄置平臺(tái)組塊的實(shí)際工程提供了相關(guān)的方案參考。三種雙船浮托方案設(shè)計(jì)如表1所示，主要流程示意圖如圖4所示。

從以上三種方案設(shè)計(jì)可以看出不同點(diǎn)如下：

（1）船舶資源的選擇：方案一和方案二所選的浮托船和運(yùn)輸船均為國內(nèi)現(xiàn)有資源；方案三所選的運(yùn)輸船為現(xiàn)有資源，但浮托船是專門為整體拆除上部組塊建造的，其優(yōu)點(diǎn)是浮托船尺寸盡量小但也能滿足多種重量的上部組塊拆除，從而降低了造船和用船成本，可實(shí)現(xiàn)一次投入多次產(chǎn)出的想法。

（2）從方案流程示意圖中可以看出，第一步和第二步中，方案二和方案三的浮托船是有一定橫搖角度的，這主要是考慮了極大限度的充分利用船舶資源，以船舶所能達(dá)到的極限吃水進(jìn)行作業(yè)。

（3）組塊重量：方案一的上部組塊重量約為3000t，方案二重量增加至6000t，而方案三則可適用多種重量范圍（1500t～6000t）的組塊拆除。

（4）水深要求：方案一和方案二中，對水深要求較低，主要能滿足浮托船和運(yùn)輸船作業(yè)吃水即可；而方案三中由于半潛船需要下潛到一定位置才能實(shí)現(xiàn)浮托船與上部組塊的浮裝和浮卸，因此，這對工程施工海域的水深有一定的限制，至少要大于半潛船的下潛吃水且不能觸底。

（5）組塊運(yùn)輸方式：方案一和方案二的運(yùn)輸方式為單船運(yùn)輸；而方案三的采用半潛船對浮托船與上部組塊整體進(jìn)行運(yùn)輸，相對于方案一和方案二的單船長距離運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)性較好。

（6）考慮組塊再利用：如果棄置組塊再利用于邊際油田的開發(fā)，方案三的整體運(yùn)輸方式會(huì)更有優(yōu)勢，可直接將拆除的整體上部組塊運(yùn)至再利用工程海域，將浮托船與上部組塊整體浮卸后，由浮托船直接進(jìn)行安裝，節(jié)省海上施工成本，經(jīng)濟(jì)可行；而方案一和方案二單船運(yùn)輸，還需再將上部組塊轉(zhuǎn)移到兩艘浮托船上，再由浮托船進(jìn)行安裝，這就增加了海上作業(yè)工序，提高了海上作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)以及成本。

三種方案中，除新建方駁外，其余船舶均為國內(nèi)現(xiàn)有的資源，因此只對新建方駁做簡單介紹。

4 結(jié)論

綜上所述，雙船浮托法整體拆除海上平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）可解決大型起重船資源有限，起吊能力、檔期以及租賃費(fèi)用等限制；

（2）可以保持平臺(tái)上部組塊的完整性，為組塊修復(fù)、改造以及邊際油田開發(fā)中的再利用提供了可能性；

（3）方法簡單可行，且所需的主要船舶資源已具備；

（4）大幅度降低了海上組塊的拆除時(shí)間，節(jié)省拆除工程的總體費(fèi)用，同時(shí)也降低了長時(shí)間海上作業(yè)施工的風(fēng)險(xiǎn)。

隨著我國渤海海域的一些油田開發(fā)壽命周期臨近，部分海洋平臺(tái)將要退役棄置。對于渤海灣，未來十年將至少有50座海上棄置平臺(tái)將要被拆除。由此可見，棄置平臺(tái)拆除在我國有著巨大的潛在發(fā)展前景，發(fā)展拆除相關(guān)技術(shù)和裝備已迫在眉睫。而我國在拆除上部組塊這方面的技術(shù)方案經(jīng)驗(yàn)較少，因此，本文抓住這一重點(diǎn)，提出了適用于我國渤海海域的平臺(tái)組塊拆除方案，豐富了國內(nèi)對整體法拆除海上棄置平臺(tái)上部組塊的方案設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并為以后工程實(shí)際操作提供了相應(yīng)的方案參考。

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