王 彬

(中海石油有限公司天津分公司工程建設(shè)中心，天津 300459)

海洋平臺(tái)應(yīng)急關(guān)斷邏輯優(yōu)化研究

王 彬

(中海石油有限公司天津分公司工程建設(shè)中心，天津 300459)

海洋采油平臺(tái)設(shè)置應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的主要目的是在事故工況下，使工藝系統(tǒng)關(guān)斷以保護(hù)平臺(tái)人員和工程設(shè)施的安全，防止污染，將事故的損失限制到最小。常規(guī)設(shè)計(jì)中應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)設(shè)置為四個(gè)關(guān)斷級別，當(dāng)觸發(fā)生產(chǎn)關(guān)斷時(shí)引起整個(gè)平臺(tái)生產(chǎn)的關(guān)斷，雖然保證了平臺(tái)人員及生產(chǎn)的安全，但是關(guān)停設(shè)備過多會(huì)影響平臺(tái)產(chǎn)量。針對此問題，研究通過邏輯優(yōu)化關(guān)停部分設(shè)備的應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)，在保證人員及平臺(tái)安全的前提下，減少關(guān)停設(shè)備，提高平臺(tái)產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)降本增效。

海洋平臺(tái)；應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)；平臺(tái)安全；提高產(chǎn)量；降本增效

0 引 言

應(yīng)急關(guān)斷(ESD)系統(tǒng)是海上工程設(shè)施中最重要的系統(tǒng)之一，其作用是提高工藝生產(chǎn)裝置及其輔助設(shè)施的安全性。安全操作一般來講就是保證海上工程設(shè)施的生產(chǎn)人員、生產(chǎn)設(shè)備和周圍環(huán)境的安全。當(dāng)然安全沒有絕對的，通?？梢岳斫鉃檫h(yuǎn)離危險(xiǎn)或最多可能發(fā)生可接受的低程度傷害與破壞，或者是只可能發(fā)生可以接受的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和法律責(zé)任的危險(xiǎn)。因此對于不同的生產(chǎn)設(shè)施，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置不同安全等級的應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)[1]。

1 應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)

1.1 應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

近年來，國際電工委員會(huì)先后出臺(tái)了IEC61508安全相關(guān)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、IEC61511流程工業(yè)部門標(biāo)準(zhǔn)、IEC62061機(jī)械部門標(biāo)準(zhǔn)和IEC61513核工業(yè)部門標(biāo)準(zhǔn)，逐步形成了功能安全標(biāo)準(zhǔn)的國際體系。根據(jù)IEC61508及IEC61511標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)定義，應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)是執(zhí)行安全功能的安全相關(guān)系統(tǒng)。功能安全是安全相關(guān)系統(tǒng)的關(guān)鍵屬性，指安全相關(guān)系統(tǒng)執(zhí)行的安全功能本身的安全性，它取決于安全功能的正確執(zhí)行。安全完整性水平是指安全相關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)某種安全功能的能力大小。根據(jù)IEC61508標(biāo)準(zhǔn)，安全完整性是指安全相關(guān)系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、規(guī)定的條件下，成功實(shí)現(xiàn)所需安全功能的概率，以及安全功能能夠有效執(zhí)行的能力。而安全完整性等級(SIL)則用于衡量這種能力的大小。SIL等級的確定或評估以風(fēng)險(xiǎn)作為度量標(biāo)準(zhǔn)。SIL等級根據(jù)“平均要求失效概率”(PFDavg)的值分為四個(gè)離散的等級，即SIL1～SIL4。表1是在低要求操作模式下，SIL等級與PFDavg的對應(yīng)關(guān)系。

表1 SIL與PFDavg對應(yīng)關(guān)系Table 1 Correspondence between SIL and PFDavg

海洋工程平臺(tái)在設(shè)計(jì)之時(shí)需要對各種危險(xiǎn)和過程風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行系統(tǒng)安全分析，危險(xiǎn)性分析報(bào)告中包括了關(guān)于過程風(fēng)險(xiǎn)的各種信息，以及已有的保護(hù)層和為了提高安全性需要增加的安全功能。再根據(jù)事件發(fā)生的頻率后果程度最終確定應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)所需要達(dá)到的SIL等級。

1.2 應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的設(shè)備及設(shè)置點(diǎn)

應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)應(yīng)至少包括以下部分： (1)應(yīng)急關(guān)斷控制盤(設(shè)在控制室內(nèi))；(2)手動(dòng)應(yīng)急關(guān)斷啟動(dòng)開關(guān)或閥門；(3)安裝在重要工藝設(shè)備和公用設(shè)備上，在異常情況下能發(fā)出關(guān)斷信號的自動(dòng)檢測開關(guān)；(4)火災(zāi)與可燃?xì)怏w探測報(bào)警裝置；(5)信號轉(zhuǎn)換及各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電磁閥、關(guān)斷閥等。

手動(dòng)應(yīng)急關(guān)斷啟動(dòng)開關(guān)或閥門應(yīng)設(shè)置在直升機(jī)甲板、救生艇登乘處所、居住處所的逃生口和平臺(tái)間的棧橋入口、進(jìn)口區(qū)附近等關(guān)鍵地點(diǎn)。

應(yīng)急關(guān)斷信號應(yīng)由一次儀表直接給出，并直接傳到各執(zhí)行裝置。

1.3 應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的關(guān)斷原則及關(guān)斷等級

應(yīng)嚴(yán)格、合理地設(shè)計(jì)應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的關(guān)斷級別，使之既能保障人員和設(shè)備的安全，又可避免不必要的大范圍的關(guān)斷。

通常情況下，應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)設(shè)置為四個(gè)級別，每一級的關(guān)斷與后面的低級關(guān)斷串聯(lián)或連鎖連接，即某一級別的關(guān)斷只能觸發(fā)本級和較低級別的關(guān)斷而不能觸發(fā)高級的關(guān)斷。四個(gè)關(guān)斷級別如下。

(1) ESD1(棄平臺(tái)關(guān)斷)： 最高級別關(guān)斷，平臺(tái)上除應(yīng)急支持系統(tǒng)延時(shí)關(guān)斷外全部關(guān)閉。只能由平臺(tái)長或指定的專人啟動(dòng)，棄平臺(tái)按鈕一般安裝在中控室、救生艇登船處、直升機(jī)甲板處，有明顯的標(biāo)志或警告牌，并有罩殼保護(hù)。

(2) ESD2(火氣關(guān)斷)： 由平臺(tái)火災(zāi)或可燃?xì)怏w嚴(yán)重泄漏引起，可由操作人員手動(dòng)啟動(dòng)或由火氣控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。

(3) ESD3(工藝/公用系統(tǒng)關(guān)斷)： 也稱為生產(chǎn)關(guān)斷，一般由主電源或儀表風(fēng)、熱介質(zhì)等公用系統(tǒng)故障或者由井口油管壓力高高低低等工藝系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)引起，有手動(dòng)和自動(dòng)兩種啟動(dòng)方式。

(4) ESD4(單元關(guān)斷)： 單個(gè)設(shè)備或單井故障引起，可手動(dòng)啟動(dòng)或自動(dòng)啟動(dòng)[2-3]。

工藝/公用系統(tǒng)關(guān)斷將會(huì)引起生產(chǎn)的關(guān)斷，導(dǎo)致平臺(tái)生產(chǎn)的中斷，影響平臺(tái)產(chǎn)量。當(dāng)恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)需要大量的操作人員去恢復(fù)生產(chǎn)，且耗費(fèi)較大的能量(如電機(jī)、電潛泵等用電設(shè)備的啟動(dòng)耗費(fèi)較大的電能)。針對工藝/公用系統(tǒng)關(guān)斷，本文提出生產(chǎn)平臺(tái)部分關(guān)斷的設(shè)計(jì)思路，可以在保證操作人員及平臺(tái)安全的情況下，最大限度地減少關(guān)停設(shè)備，保證平臺(tái)產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)降本增效。

1.4 應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)原則

設(shè)置應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的主要目的是為了保護(hù)平臺(tái)人員和設(shè)施的安全，防止環(huán)境污染，將事故的損失降至最低。

應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)一般都與過程控制系統(tǒng)分開設(shè)置，可以降低控制功能和安全功能同時(shí)失效的概率，過程控制系統(tǒng)的故障不影響應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的獨(dú)立工作。另外不同于過程控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)特性，應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)是相對靜態(tài)的，不需要人工干預(yù)，不僅有利于避免人為誤動(dòng)作的發(fā)生，也有利于提高應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的響應(yīng)速度，保護(hù)設(shè)備，避免事故擴(kuò)大。應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的設(shè)置必須根據(jù)工藝過程的運(yùn)行規(guī)律，為工藝過程在正常運(yùn)行和非正常運(yùn)行時(shí)服務(wù)。正常時(shí)應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)不能影響過程運(yùn)行，在工藝過程發(fā)生危險(xiǎn)情況時(shí)應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)應(yīng)發(fā)揮作用，保證工藝裝置的安全。這就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程適應(yīng)原則。

應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須滿足工藝裝置的安全運(yùn)行，在發(fā)生異常情況時(shí)發(fā)揮作用，使安全連鎖系統(tǒng)按預(yù)定要求動(dòng)作，以確保工藝裝置的生產(chǎn)安全，避免重大人身傷害及重大設(shè)備損壞事故。對于應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)，可靠性有兩個(gè)含義，一個(gè)是應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)本身的工作可靠性；另一個(gè)是應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)對工藝過程認(rèn)知和聯(lián)鎖保護(hù)的可靠性。應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)不但要有足夠的工作可靠性，還應(yīng)有對工藝過程測量、判斷和聯(lián)鎖執(zhí)行的高可靠性。而對于應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)對工藝過程的認(rèn)知，還應(yīng)當(dāng)重視系統(tǒng)的可用性，正確地判斷過程事故，盡量減少裝置的非正常停工，減少開、停工造成的經(jīng)濟(jì)損失。應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)具有高可用性或高容錯(cuò)能力，但不能以降低安全性作為代價(jià)，喪失安全性的可用性是沒有意義的。可靠性與可用性之間的關(guān)系從某種意義上說是矛盾的兩個(gè)方面。某些措施會(huì)提高可靠性，但會(huì)導(dǎo)致可用性的下降；反之亦然。可靠性與可用性是衡量一個(gè)應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的重要指標(biāo)，無論是可靠性低、還是可用性低，都會(huì)使損失的概率提高。因此，在設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)時(shí)，要兼顧可靠性和可用性?？煽啃允乔疤幔捎眯员仨毞目煽啃裕?可用性是基礎(chǔ)，沒有高可用性的可靠性是不實(shí)際的。

應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)系統(tǒng)一般采用通過權(quán)威安全機(jī)構(gòu)認(rèn)證的安全儀表系統(tǒng)(SIS)，符合SIL 3/TüVAK-6的安全級別。SIL3認(rèn)證系統(tǒng)應(yīng)包括與操作員工作站和工程師工作站上配置的安全控制系統(tǒng)相關(guān)的系統(tǒng)軟件、硬件和安全控制網(wǎng)絡(luò)，例如控制器模塊、I/O模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)通信總線和軟件。此外，為進(jìn)一步增強(qiáng)應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)系統(tǒng)的可用性，應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)需要提供1∶1物理冗余設(shè)備，包括控制器模塊、I/O模塊、通信模塊和電源模塊(其中有電源變壓器、電源整流器及其他電源供應(yīng)設(shè)備等)控制系統(tǒng)、以太網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)線、數(shù)據(jù)通信總線、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備和其他必要的硬件。

應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)應(yīng)采用“故障安全型”原則，當(dāng)應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的元件、設(shè)備、環(huán)節(jié)或能源發(fā)生故障或失效時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)使工藝過程能夠趨向安全運(yùn)行或安全狀態(tài)。即在正常的工況下，檢測回路觸點(diǎn)是閉合的，整個(gè)回路帶電，具有實(shí)時(shí)回路檢測功能，但當(dāng)處于異常狀態(tài)時(shí)，觸點(diǎn)斷開，回路失電，關(guān)斷相應(yīng)的裝置和設(shè)備。同時(shí)應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)應(yīng)是一套冗余、容錯(cuò)、自我診斷的系統(tǒng)。

應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)應(yīng)能夠監(jiān)視每個(gè)I/O卡的每個(gè)I/O通道的短路故障和接地故障，并且所有這些都可以顯示為故障報(bào)警。應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)應(yīng)該能夠監(jiān)視每個(gè)數(shù)字輸入監(jiān)控(DIS)I/O卡的開路和短路故障，其數(shù)字輸出卡件在同一時(shí)間每個(gè)通道輸出的最低電流為500mA。這樣的總通道數(shù)量每個(gè)卡件不超過8個(gè)；處理器內(nèi)存不低于16MB，處理器主頻不低于50MHz。

應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)須能夠處理和發(fā)布所有的數(shù)據(jù)信號和輸出信號，用以激活警報(bào)系統(tǒng)、火災(zāi)保護(hù)系統(tǒng)和關(guān)斷系統(tǒng)。應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)應(yīng)能顯示和記錄火災(zāi)報(bào)警、燃?xì)鈭?bào)警、消防設(shè)備狀態(tài)和采暖通風(fēng)與空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)狀態(tài)，并具備特定功能如測試、復(fù)位、消音/確認(rèn)和旁路/抑制設(shè)施。

在應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，為充分考慮系統(tǒng)將來的日常維護(hù)工作，每級應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)在關(guān)斷輸出處設(shè)置“旁路”功能，從而避免在維修過程中由于操作人員的誤操作，導(dǎo)致平臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)停，進(jìn)而影響平臺(tái)的安全生產(chǎn)。應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的常用應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)框圖、因果圖的形式能表達(dá)整個(gè)系統(tǒng)的邏輯狀態(tài)，使用梯形圖編程語言描述邏輯以最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)邏輯功能的準(zhǔn)確表達(dá)。

應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)必須具備在線擴(kuò)容的能力，即在系統(tǒng)運(yùn)行過程中擴(kuò)容而不產(chǎn)生擾動(dòng)和意外關(guān)斷。其事件順序(SOE)數(shù)據(jù)應(yīng)帶有事件標(biāo)簽且分辨率顯示為1ms，與操作員站和工程師站的其他普通報(bào)警數(shù)據(jù)列在一個(gè)信息欄中。

2 項(xiàng)目應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目簡介

渤中19-4油田綜合調(diào)整開發(fā)新建一座WHPC平臺(tái)，該平臺(tái)是一座帶有原油處理、生產(chǎn)污水處理設(shè)施的井口平臺(tái)，是一座8腿井口平臺(tái)，并設(shè)有60人的生活樓和180型的修井機(jī)，同時(shí)計(jì)劃設(shè)置生產(chǎn)井15口、注水井6口、預(yù)留井槽11個(gè)。渤中19-4 WHPC井口平臺(tái)和渤中19-4 WHPB井口平臺(tái)通過棧橋相連。將渤中19-4 WHPB平臺(tái)所產(chǎn)物流超出分離器處理能力的部分，輸送至渤中19-4 WHPC平臺(tái)的生產(chǎn)分離器進(jìn)行處理，WHPB平臺(tái)和WHPC平臺(tái)分離出的含水原油與天然氣混合后通過原渤中19-4 WHPB送至渤中19-4 WHPA平臺(tái)，再與WHPA平臺(tái)物流混合后通過海管外輸至浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置(FPSO)海洋石油113進(jìn)行處理。同時(shí)，渤中19-4 WHPB和WHPC平臺(tái)的生產(chǎn)水進(jìn)入WHPC生產(chǎn)水處理系統(tǒng)處理后回注，WHPC平臺(tái)水處理量不滿足注水量要求，需要海洋石油113補(bǔ)充。原油物流簡圖如圖1所示。

圖1 原油物流圖Fig.1 Materials flow

2.2 生產(chǎn)關(guān)斷設(shè)計(jì)

新建的渤中19-4 WHPC平臺(tái)與渤中19-4 WHPB平臺(tái)工藝流程關(guān)聯(lián)緊密且供電依托上游平臺(tái)設(shè)施，總體開發(fā)方案(ODP)階段設(shè)置的邏輯為： 當(dāng)渤中19-4 WHPB平臺(tái)發(fā)生棄平臺(tái)關(guān)斷、火氣關(guān)斷、生產(chǎn)關(guān)斷時(shí)，將引起渤中19-4 WHPC平臺(tái)生產(chǎn)關(guān)斷；當(dāng)渤中19-4 WHPC平臺(tái)發(fā)生棄平臺(tái)關(guān)斷、火氣關(guān)斷、生產(chǎn)關(guān)斷時(shí)，將引起渤中19-4 WHPB平臺(tái)生產(chǎn)關(guān)斷。此種關(guān)斷邏輯最大限度地保證了兩個(gè)平臺(tái)的人員及生產(chǎn)設(shè)施的安全，然而當(dāng)兩個(gè)平臺(tái)中的任何一個(gè)觸發(fā)ESD3生產(chǎn)關(guān)斷時(shí)都會(huì)引起兩個(gè)平臺(tái)的生產(chǎn)關(guān)斷，從而嚴(yán)重影響平臺(tái)的產(chǎn)量，因此擬對ESD3生產(chǎn)關(guān)斷進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

在后續(xù)設(shè)計(jì)階段，通過分析平臺(tái)物流關(guān)系可知，由于WHPB平臺(tái)產(chǎn)量的提高，導(dǎo)致產(chǎn)液量超過自身油氣處理設(shè)備的處理能力，需要分流一部分到WHPC平臺(tái)進(jìn)行油氣處理。當(dāng)WHPB平臺(tái)觸發(fā)生產(chǎn)關(guān)斷時(shí)，送往WHPC平臺(tái)的物流中斷，但是不會(huì)影響WHPC平臺(tái)的正常生產(chǎn)。因此將邏輯設(shè)置為當(dāng)WHPB平臺(tái)觸發(fā)生產(chǎn)關(guān)斷時(shí)，僅在WHPC平臺(tái)產(chǎn)生報(bào)警信號，不連鎖觸發(fā)WHPC的生產(chǎn)關(guān)斷。

WHPC平臺(tái)生產(chǎn)關(guān)斷分為兩種情況。一是WHPC井口區(qū)的異常工況，此時(shí)的工況僅對井口區(qū)的人員及井口設(shè)備設(shè)施產(chǎn)生威脅，并不會(huì)危及油氣處理設(shè)施的正常運(yùn)行，即WHPB平臺(tái)輸送至WHPC平臺(tái)的物流可以正常進(jìn)行油氣處理工作。在此工況下觸發(fā)WHPC平臺(tái)部分關(guān)斷，僅關(guān)斷WHPC井口區(qū)的相應(yīng)設(shè)備設(shè)施，并將關(guān)斷信息傳送至WHPB平臺(tái)，但僅產(chǎn)生報(bào)警信息，不觸發(fā)連鎖關(guān)斷。二是WHPC油氣處理設(shè)備異常工況，此時(shí)觸發(fā)WHPC平臺(tái)全部生產(chǎn)關(guān)斷，生產(chǎn)暫停。由于WHPB平臺(tái)部分物流輸送至WHPC油氣處理設(shè)施中進(jìn)行油氣處理，在此工況下只需關(guān)停WHPB部分井口，中斷送往WHPC平臺(tái)的物料即可，無需觸發(fā)WHPB平臺(tái)的全部生產(chǎn)關(guān)斷。關(guān)斷的連鎖關(guān)系如表2所示。

表2 關(guān)斷連鎖關(guān)系

注：“—”表示不動(dòng)作。

2.3 設(shè)計(jì)方案的實(shí)施

應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)層級的劃分如圖2所示(僅體現(xiàn)ESD3生產(chǎn)關(guān)斷)，WHPC生產(chǎn)關(guān)斷分為ESD3、ESD3-A兩個(gè)級別。ESD3(公用/生產(chǎn)關(guān)斷)關(guān)斷，此關(guān)斷設(shè)置為當(dāng)WHPC平臺(tái)的工藝、油氣處理設(shè)備出現(xiàn)異常工況時(shí)進(jìn)行關(guān)斷。結(jié)合WHPC平臺(tái)設(shè)備的設(shè)置情況，觸發(fā)因素主要有： 應(yīng)急盤ESD3按鈕、關(guān)鍵房間ESD3、ESD手動(dòng)報(bào)警站壓力低低、失主電、生產(chǎn)分離器液位高高/低低、生產(chǎn)分離器壓力高高/低低、儀表氣壓力低低、閉排灌液位高高、下游海底管道故障、WHPB ESD1/2，當(dāng)以上因素有一個(gè)發(fā)生時(shí)即觸發(fā)WHPC平臺(tái)生產(chǎn)關(guān)斷。主要關(guān)斷的有： 閉排泵、化學(xué)藥劑注入泵、所有井上安全閥、所有電潛泵、工藝管線上的關(guān)斷閥、觸發(fā)聲光報(bào)警，與此同時(shí)將關(guān)斷信號傳送至WHPB平臺(tái)，WHPB產(chǎn)生部分井的關(guān)斷(WHPB平臺(tái)油氣處理系統(tǒng)正常運(yùn)行)，且WHPB部分關(guān)斷可以做成選擇邏輯，平臺(tái)操作人員可在中控運(yùn)行畫面上選擇關(guān)斷哪些井口，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行調(diào)整，保證在平臺(tái)安全前提下最大限度地保證生產(chǎn)。

ESD3-A(井口生產(chǎn)關(guān)斷)為WHPC平臺(tái)井口區(qū)產(chǎn)生的關(guān)斷，觸發(fā)因素主要有： 井上安全閥儀表氣壓力低低、井下安全閥液壓油壓力低低、井口控制盤油箱液位低低、井口控制盤油箱油管壓力低低。由于ESD3-A的觸發(fā)因素僅限于井口區(qū)，不會(huì)危及到工藝油氣處理設(shè)備設(shè)施的安全及正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此只關(guān)斷所有井上安全閥、所有電潛泵、工藝管線關(guān)斷閥、部分化學(xué)藥劑注入泵。WHPC平臺(tái)的油氣處理設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從WHPB平臺(tái)傳送過來的物流可以正常處理，不影響WHPB平臺(tái)的生產(chǎn)，因此在ESD3-A關(guān)斷情況下，WHPB平臺(tái)不需要做任何關(guān)斷，保持正常生產(chǎn)。

圖2 關(guān)斷層級劃分圖Fig.2 Shutdown levels

3 結(jié) 語

本文對應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)中的生產(chǎn)關(guān)斷進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)后兩個(gè)平臺(tái)的關(guān)斷邏輯為：

當(dāng)渤中19-4 WHPB平臺(tái)發(fā)生棄平臺(tái)關(guān)斷、火氣關(guān)斷將引起渤中19-4 WHPC平臺(tái)生產(chǎn)關(guān)斷。

當(dāng)渤中19-4 WHPC平臺(tái)發(fā)生棄平臺(tái)關(guān)斷、火氣關(guān)斷將引起渤中19-4 WHPB平臺(tái)生產(chǎn)關(guān)斷。

當(dāng)渤中19-4 WHPC平臺(tái)發(fā)生ESD-3(公用/生產(chǎn)關(guān)斷)將引起渤中19-4 WHPB平臺(tái)部分井口關(guān)斷。

當(dāng)渤中19-4 WHPC平臺(tái)發(fā)生ESD-3A(井口生產(chǎn)關(guān)斷)時(shí)渤中19-4 WHPB平臺(tái)不觸發(fā)關(guān)斷。

當(dāng)渤中19-4 WHPB平臺(tái)發(fā)生生產(chǎn)關(guān)斷時(shí)渤中19-4 WHPC平臺(tái)不觸發(fā)關(guān)斷。

目前，采用優(yōu)化后的應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)與關(guān)斷邏輯已經(jīng)在渤中19-4平臺(tái)應(yīng)用，系統(tǒng)自投產(chǎn)以來，未出現(xiàn)高級別的連鎖關(guān)斷，避免了渤中19-4平臺(tái)的大面積生產(chǎn)關(guān)斷，在保證平臺(tái)安全的前提下，保證了平臺(tái)的產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)了降本增效。本設(shè)計(jì)方案在工程實(shí)踐中得到了驗(yàn)證，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。同時(shí)對其他海洋采油平臺(tái)應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。

[1] 《海洋石油工程設(shè)計(jì)指南》編委會(huì).海洋石油工程設(shè)計(jì)指南[M].北京： 石油工業(yè)出版社，2007.

[2] 崔繼鵬,陳啟衛(wèi),王偉,等.緊急關(guān)斷系統(tǒng)在海洋石油平臺(tái)上的應(yīng)用[C].2009年度海洋工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(下冊)，2009： 6.

[3] 韓小磊.緊急聯(lián)鎖關(guān)斷系統(tǒng)在海洋采油平臺(tái)中的應(yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化,2015(3)： 68.

ResearchonEmergencyShutdownLogicOptimizationofOffshorePlatform

WANG Bin

(CNOOCLtd.Tianjin,Tianjin300459,China)

The main purpose of offshore oil platform to set emergency shutdown system is, under accident conditions, to shut down the process system to protect the platform staff and engineering facilities, so as to prevent pollution and reduce the loss of the accident to the minimum. The conventional design of the emergency shutdown system defines four off levels. When production shutdown is triggered, the whole production platform is shut down, which ensures the safety of personnel and production platform, but shutting down equipment will also lower the platform production. Aiming at this problem, logic optimization of the emergency shutdown system is carried out. It is proposed to close the emergency shutdown system of certain equipment in the premise of ensuring the safety of personnel and platform to reduce the shut down equipment, improve platform output, and achieve cost-saving and efficiency-increasing.

offshore platform; emergency shutdown system; platform security; increase production; cost-saving and efficiency-increasing

U674.38+1

A

2095-7297(2017)01-0053-05

2016-12-02

王彬(1977—)，男，工程師，主要從事海洋石油工程設(shè)計(jì)及技術(shù)管理工作。