劉焰明

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

1 項目背景

在海洋石油平臺、FPSO、鉆井船以及其他石油生產設施中，由于下雨、噴淋試驗、甲板清洗等生產和維護操作會造成甲板和設備圍堰存在積水現象，因此通常需設置地漏用對上述區(qū)域內積液進行收集進而完成排放及處理，以保證甲板和設備表面的干燥。地漏往往設置一個排放口，排放介質流入地漏，通過地漏出口排出后匯入開排主管，進而收集至開排罐，開排罐通常設置兩個隔腔。

開排系統(tǒng)工藝流程如圖1所示，該流程含3種操作模式：（1）當罐體液位低于高高液位設定值時，罐內介質通過下方出口排出至開排泵入口；（2）當罐內液位高于高高液位時，罐內介質通過罐上方溢流口排出；（3）當極端暴雨工況時，通過手動對閥門開啟進行切換，開排主管內流體不進罐而直接進行排海。

圖1中工藝流程具備以下的特點。

（1）開排罐的大小根據工作環(huán)境海域雨水量以及石油設施甲板區(qū)域面積決定，當甲板面積較大時，開排罐的有效容積需求也較大，對于甲板面積和層間高要求較高。

（2）當極端暴雨工況時，為避免開排罐容積不足問題，需將地漏所收集雨水直接進行排海，此時，需要手動開啟進罐管線旁路閥門，此時地漏主管內介質將不進罐而直接排放。

鑒于以上特點，因此對開排系統(tǒng)的設計進行分析和優(yōu)化，以減少項目成本和設計建造周期，實現更加便捷操作，具有較大的意義。

圖1 開排系統(tǒng)工藝流程圖

2 技術方案

上述開排系統(tǒng)中所有地漏所收集介質，包括大雨工況下的積水，都需要進罐，當收集量超過罐的高高液位設定值時，介質才從罐頂部的溢流口進行排海，該設計原理使得開排罐的設計容積往往較大。實際上，由于大雨造成的甲板積水無需流經開排罐后再進行排海，而可以直接排海。因此，可以通過優(yōu)化地漏設計在地漏位置對排放介質進行分類處理，當雨水量過大時，排放介質直接排海。

圖2中為新型地漏的設計圖，該設計借鑒開排罐的原理。地漏頂部設置格柵和隔板，底部設置斜板；地漏內部安裝三塊隔板，將地漏內部空間分隔為兩個隔腔,每個隔腔設置一個出口；當排放介質匯入Drain Box時，首先匯入圖2中左側的隔腔，通過隔腔出口排出，當極端暴雨工況，匯入介質的流量過大而來不及從左側隔腔出口及時排出時，介質繞過隔板匯入右側隔腔，通過管線匯集后進行排海處理。

圖2 新型地漏設計標準圖

新型地漏相關開排系統(tǒng)工藝流程圖如圖3所示，每個Drain Box相當于一個開排罐，匯入介質根據流量的大小在隔腔內實現分離，初始匯入介質被收集至開排罐，Drain Box隔腔具有“溢流”功能，可實現后續(xù)匯入介質的排海。地漏及相連管線3D設計與現場安裝實例見圖4。

圖3 新型地漏相關開排系統(tǒng)工藝流程圖

圖4 Drain Box及外部管線3D設計及現場安裝實例

3 創(chuàng)新點

該類型的地漏設計具有以下特點：

（1）地漏頂部設有相應的隔板，避免雜物進入右側隔腔而直接排海，避免污染環(huán)境。

（2）該類型地漏尺寸較大，處理能力較強，所覆蓋甲板面積大，能有效地減少地漏及管線的數量，減小現場施工工作量。

（3）降低開排罐容積需求，節(jié)約占地空間。地漏的布置可以有效利用甲板面積，如零散空余面積、甲板外懸空間等，大幅減小集中布置開排罐引起的空間壓力。

（4）地漏具有液封功能，不同區(qū)域分支管線匯入主管時無需另行設置液封，節(jié)約管線彎頭材料，優(yōu)化布置。

（5）大雨工況自動切換排海，避免手動操作，可以有效避免人員操作不及時所帶來的風險。

（6）開排罐所需的檢驗和測試程序較為復雜，所需建造工期較長。相對開排罐而言，Drain Box的建造周期較短。

4 推廣與應用

綜上所述，該應用能降低對開排罐處理能力要求，減小開排罐的有效容積，避免集中預留空間布置開排罐所帶來的壓力，節(jié)約占地空間；相對開排罐而言，Drain Box無論用料，還是施工和檢驗要求都要低得多，能減少施工成本和節(jié)約項目周期。該應用對于后續(xù)大型平臺或其他浮式生產設施項目的開排系統(tǒng)設計優(yōu)化具備較大的參考意義，特別是對于雨水量較大的海域，如南海區(qū)域油氣田開排系統(tǒng)相關設計具有較大的參考意義。