蔡元桃，趙 磊，蘇 亮，董振宇，楊 利，郭繼兵

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300459)

在海洋石油開發(fā)領域，浮式生產儲卸油裝置(Floating Production Storage and Offloading System簡稱FPSO)是一種常用的浮式工程設施，它兼有生產、儲油和卸油功能，設計復雜，技術含量高，是目前海洋工程船舶中的高技術產品[1]。

本文涉及FPSO于2004年7月建成并投入使用，其防腐系統設計壽命為15年，目前，已達其防腐系統壽命年限。2017年至今，陸續(xù)發(fā)現7P污油艙與壓載水艙之間艙壁腐蝕穿孔、污油水泄漏到壓載艙、7P污油艙與6P原油艙之間艙壁垂向T型材變形、壓載艙犧牲陽極失效等腐蝕問題。艙壁腐蝕減薄和油水泄露等問題影響到了FPSO的船體結構和安全運行，存在很大的環(huán)保及安全隱患。對此，2018年初已采取臨時修補的方式解決泄露問題，為進一步消除隱患，2019年4月開展了對FPSO艙室的進一步維修。

本次維修重點從以下方面開展：在位維修情況下，艙壁大面積挖補時如何保證船體結構安全和外輸作業(yè)安全；在不停產情況下，艙室限制空間內的動火作業(yè)如何保證安全、質量和進度。

1 工程情況簡介

維修涉及的FPSO主船體滿足挪威船級社(DNV)的相關規(guī)范要求，其設計圖紙由DNV審查認可，并在DNV驗船師的監(jiān)督下進行建造。本船的船體結構材料主要采用DNV船級社認可的普通強度結構鋼，并按DNV鋼質海船入級規(guī)范規(guī)定，根據船體的不同部位及受力狀況選用相應的鋼級，即A，D，E級。在主甲板、雙層底及單點相關結構等特殊區(qū)域采用了高強度鋼，即AH,DH,EH級。高強度鋼的比例約為 36%。船體為雙底雙殼，設有“L”型壓載水艙。主船體設一道中縱艙壁，對稱內殼，10道水密橫艙壁，將主船體分割成如下艙室，見圖1。

圖1 FPSO主船體艙室分布圖

FPSO投產至今已經連續(xù)作業(yè)15年，作業(yè)期間根據需要進行了多次增加設備的改造工作，并根據船級社的要求，定期年檢和維修保養(yǎng)，但仍發(fā)現了一些船體結構問題亟待解決，以期降低FPSO運行中安全、環(huán)保和經濟效益方面的隱患[2]。

2 存在的主要問題

2.1 7P SLOP艙與7P壓載艙之間的艙壁出現泄漏

泄漏的位置主要位于11810AB.B.L.-17690AB.B.L.之間(第一層平臺與第二層平臺之間的區(qū)域)，詳細檢查發(fā)現有4處漏點，集中于縱壁FR59～100 mm焊縫周圍，見圖2。通過對艙壁兩側檢查發(fā)現腐蝕都是發(fā)生在壓載艙側，逐步腐蝕穿孔造成泄露，壓載艙內介質為海水。

圖2 艙壁泄露位置

2018年3月對7P壓載艙的測厚結果顯示7P SLOP艙與7P壓載艙之間的艙壁板及骨材腐蝕情況非常嚴重，多處連片嚴重腐蝕，而且部分腐蝕程度超出DNV規(guī)范[3]允許的20%～25%。除該艙壁外，7P壓載艙內的水平層，橫艙壁和橫框架等位置也出現了局部腐蝕超過20%的情況，檢測結果見圖3。

圖3 艙壁腐蝕結構圖

2.2 7P SLOP艙與6P原油艙之間艙壁的垂向T型材發(fā)現變形

編號為5#～17# 的T型材變形較為明顯，最大一根的側向變形量為35 mm。變形區(qū)域為橫艙壁的幾何中心區(qū)域，垂向上介于11810 AB.B.L.-17690 AB.B.L.之間(第一層平臺和第二層平臺之間的區(qū)域)如圖4所示。

圖4 艙壁骨材變形區(qū)域與實物圖

2.3 壓載艙犧牲陽極失效

綜上，鑒于7P SLOP艙與7P壓載艙存在的腐蝕泄漏隱患，作業(yè)公司按照DNV船級社的現場調研劃定的范圍并結合檢測結果，委托設計單位分析故障的根本原因，并依此制定維修設計方案，委托施工單位制定維修施工方案，完成艙壁維修工作。艙壁維修內容包括：7P壓載艙的艙壁涂裝，7P壓載艙內腐蝕艙壁板及加強筋板更換，犧牲陽極更換、貨油艙清洗等。

3 維修方案

如果按照以往類似案例的維修方法，艙室維修至少需要三個月停產進塢維修，會造成巨大的產量損失。為避免產量損失，作業(yè)公司委托專業(yè)公司對現場發(fā)現的問題進行評估和分析，并根據結果制定了FPSO在位維修方案，并且充分論證，通過了專家審查，FPSO艙室維修方案如下。

3.1 7P壓載艙結構修復方案

對艙室內腐蝕超標的艙壁板和加強筋進行挖補換板，本次艙室修復工作根據占用艙室的數量不同分兩步開展，第一步施工主要修復遠離62#橫艙壁的結構，需要占用7P Slop艙和7P壓載艙兩個艙室，第二步施工需要占用7P Slop艙、7P壓載艙、6P貨油艙和6P壓載艙共4個艙室，見圖5。其中第一步更換34塊壁板，第二步更換8塊壁板。

圖5 艙室結構圖

3.2 7P壓載艙防腐系統修復方案

對于涂裝損壞的區(qū)域做好表面處理以及底漆預涂工作，然后進行重新涂裝，同時加強施工質量控制，做好涂層檢測，選擇性能更好的油漆并根據情況增加漆膜厚度。

3.3 陽極更換方案

7P壓載艙中的106塊防腐鋅陽極全部更換為鋁陽極，7P SLOP艙內104塊防腐鋅塊陽極更換。

3.4 62#橫艙壁T型材變形加強方案

在第一層平臺和第二層平臺之間的跨中增加2道水平骨材，在第二層平臺和第三層平臺之間的跨中增加1道水平骨材，3道加強筋，共計51小塊鋼板，見圖6。

圖6 62#橫艙壁結構圖

4 施工難點

本次施工難點主要體現在兩方面：在位維修情況下，需保證艙壁大面積挖補時船體結構安全和外輸作業(yè)安全；在生產情況下，艙室限制空間內動火作業(yè)需保證安全、質量和進度。

本次艙壁換板的面積達到了整個區(qū)域的30%，為確保維修期間腐蝕區(qū)域船體結構安全，船體7左艙#58-#60肋位的剪切力不能超過±20,000 kN，為了滿足此要求，需將原油最大裝載能力降至85%以下。同時維修期間，6左貨油艙、7左slop艙、7左壓載艙、6左壓載艙，后部的這4個艙室需要全部空艙，這給FPSO穩(wěn)性控制，及外輸含水率的控制帶來了很大的難度。

開展在位維修期間，油田生產工作正常進行，在主甲板一類危險區(qū)和艙室受限空間內動火作業(yè)需要考慮多方面因素的影響；本次計劃作業(yè)時間超過七個月，多個艙室同時動火作業(yè)，及作業(yè)期間物料的出海的調度問題，人員倒班問題都對此次實施作業(yè)進度提出了挑戰(zhàn)；施工焊接質量問題，壁板修復后的檢查驗收、防腐涂裝工作同樣是本次施工中的重點和難點工作。

5 施工安全控制

5.1 施工期間的船體配載安全

為確保修復前FPSO安全可靠，腐蝕區(qū)域的58#-60#肋位的靜水剪力需控制在20000KN范圍以內才能保證船體結構在當前的腐蝕情況下不至于進一步受損。同時還要控制其它地方的剪力、彎矩值在原設計許用范圍內。因此7P艙室在完全維修前需要對本FPSO的裝載進行限制，原油的最大裝載能力降至85%以下。

為了在維修過程中盡量減少艙室的占用，維修過程采用了分兩步階段性維修的方式，首先恢復6P貨油艙的使用，避免出現艙容不足而壓產。同時加強外輸作業(yè)的計劃準確性，打破限載影響，在修復7P艙室的同時，保證船體結構的安全控制，安全實現不影響生產的在線維修。同時為確保配載的準確性，對壓載閥門密封性進行了逐個檢查，對艙室液位計進行了逐個校核，并邀請原配載儀廠家到現場進行嚴密的論證，優(yōu)化調配載方案，滿足限載同時實現原油裝載最大化。

5.2 施工作業(yè)前風險分析

在日常施工作業(yè)中，一般普遍選用JSA法(風險分析法)進行現場作業(yè)風險的辨識和控制措施的制定[4]。但鑒于此次FPSO在位艙室維修項目的復雜性，為了更深入和直觀的辨識、評價危險源，并為制定安全目標和管理方案提供依據，特采用了分公司QHSE 體系推薦的另一種風險分析方法-LEC法(作業(yè)條件危險性評價法)進行分析。

作業(yè)條件的危險性大小，取決于三個因素：

L—發(fā)生事故的可能性大?。?/p>

E—人體暴露在這種危險環(huán)境中的頻繁程度；

C—一旦發(fā)生事故可能會造成的損失后果。

以三個分值的乘積D來評價作業(yè)條件危險性的大小。即：D=L×E×C，D值大，說明該系統危險性大，需要增加安全措施，減少發(fā)生事故的可能性，或者降低人體暴露的頻繁程度，或者減輕事故損失，直至調整到允許范圍。

5.3 施工期間安全管理

由項目技術和安全管理人員組織好作業(yè)前(對全體施工人員)的技術/質量標準、施工程序、工藝、安全風險和控制措施方面的交底工作；開工前做好各項防范措施準備工作，包括人員防靜電勞動防護用品/設備、包括檢驗合格的安全設備的準備/現場清理/隔離鎖定等；根據施工內容和施工方案要求；確保所有上崗人員都熟悉應急計劃的內容，并知道自救、救生或逃生的知識、路線，在發(fā)生應急狀態(tài)時聽從指揮，投入應急行動。

安全管理人員和監(jiān)護人員作業(yè)過程中全天候全過程督促并監(jiān)督安全工作的實施，并做好各項安全工作記錄，監(jiān)護工作中嚴格執(zhí)行安全管理程序，及時制止違章行為，及時發(fā)現安全隱患，并按規(guī)定進行處理和報告；實施全員參與HSE管理制度，各專業(yè)管理人員、領隊/外輸助理都是現場HSE管理工作的主體。

定期組織項目承包商召開各類專題HSE會議，解決項目施工過程中出現的HSE問題，落實安全措施；定期組織項目現場人員組織學習作業(yè)公司下發(fā)的HSE學習文件，增強安全意識。及時上報項目施工過程中發(fā)現的安全隱患，在上報的同時，現場及時整改存在的安全隱患。

結合現場環(huán)境和作業(yè)內容特點，施工中對環(huán)境進行嚴格把控，不要給周邊環(huán)境和人員形成干擾和威脅，同時避免周邊環(huán)境給己方的干擾和威脅；增加和加強管理內容和力度，包括對環(huán)境污染、夏季施工中風/溫度等影響、通訊聯絡手段準備、危害氣體檢測等管理和監(jiān)護。

現場管理人員在每日作業(yè)收工時必須進行現場檢查，保證做到物料整齊/規(guī)范/場地清，不留安全隱患；按規(guī)定做好各類HSE工作記錄，按規(guī)范進行完工后結果評價、簽字做好存檔工作。

5.4 應急演習計劃與處置方案

艙室限制空間動火作業(yè)屬于海上油田設施風險級別最高的施工作業(yè)，對于本項目的施工方案作業(yè)公司同樣按照最高級別進行審核。方案對艙室內的通風照明要求、艙室內氣體測量記錄、人員每日身體狀況及血壓檢查、艙室內作息時間、艙室內外通訊、應急救援物資的準備等都做了升級要求，避免發(fā)生限制空間作業(yè)的事故事件。根據各階段工作的不同特點，在項目實施過程中將根據項目進度有針對性的開展應急演習，演習內容如下：

搭設腳手架階段，開展腳手架坍塌應急演練；

艙壁維修1期階段，開展艙室著火應急演練；

7P壓載艙涂裝階段，開展油漆進入眼部傷害演練；

艙壁維修2期階段，開展人員中暑應急演練；

6P 貨油艙清艙階段，開展人員滑倒受傷應急演練；

艙室檢驗階段，開展人員磕碰受傷應急演練；

腳手架拆除階段，開展人員高處墜落受傷應急演練。

圖7 應急演練

6 施工質量控制

作業(yè)公司維修改造項目作為QHSE部質量監(jiān)管重點項目，為確保質量監(jiān)督有據可查，材料質量可靠，施工符合程序要求，檢驗符合規(guī)范標準，根據法規(guī)、標準、上級公司的質量要求、作業(yè)公司管理制度，制定了《作業(yè)公司維修改造項目海上施工質量管理要求(試行)》。

施工方全程配置專職質量人員，作業(yè)公司同時也外聘專門的質量監(jiān)督，全程參與項目的質量管理工作。由專業(yè)質量人員對項目施工質量進行跟蹤檢查。施工過程中的質量管理按照審批后試驗檢驗計劃的要求執(zhí)行三級檢驗，即承包商施工人員自檢，承包商檢驗人員檢驗，和作業(yè)公司質量監(jiān)督檢查?，F場施工質量控制主要從以下幾個方面開展：

6.1 層層把關，確保施工物料質量合格

項目所有的物料出海前由承包商向生產作業(yè)部進行報檢，生產作業(yè)部邀請QHSE部進行現場檢查，報檢合格后承包商和作業(yè)公司對檢驗報告進行簽字確認，簽字版檢驗報告再隨物料一起出海，物料抵達海上后由承包商向海上外輸監(jiān)督報檢，外輸監(jiān)督安排相關人員確認物料和簽字版的檢驗報告。對材料漏檢現象以及不能提供產品合格證書的物料，海上停止接受和使用，并予以通報。

6.2 細化檢查，提前規(guī)避質量風險

施工項目開工前由海上總監(jiān)牽頭組織技術交底會和開工前質量檢查，檢查主要包括項目相關技術資料的完整性、材料外觀和檢驗報告以及材質證書、設備合格證明文件、人員資質證明文件(開工后對人員進行實操能力考核)以及相關檢驗設備設施的配備情況。

6.3 宣貫教育，保證施工質量安全

開工后承包商每天召開班前會進行技術交底和班后會進行問題分析，會議由承包商主持，質量監(jiān)督根據現場質量問題的實際情況進行見證并補充，班前會需明確施工各工序放行標準要求和注意事項并向所有施工人員進行宣貫，班后會對每天發(fā)現的質量問題進行原因分析，有嚴重質量問題、不按程序作業(yè)、質量管理缺失的問題，由施工單位質量負責人直接向海上外輸監(jiān)督、陸地項目負責人進行解釋。同時應定期組織質量例會，對質量管理的狀況、控制的不足點、問題項、整改情況等進行匯報并形成會議記錄。

6.4 每日跟蹤，質量問題記錄在案

承包商每日根據工序檢查內容提交自檢的過程文件、檢驗報告的電子版，要求所有過程文件與施工進度同步，施工與日報內容一致，施工完畢開展自檢，自檢完畢及時報檢(簽字版可以根據實際情況每周會簽)，以上過程文件作為各工序的一次合格率統計數據的支持性文件隨日報每天發(fā)送。

承包商質量人員應根據每日施工內容、質量控制點、內容及每日班前會的內容提交質量日報給質量監(jiān)督，監(jiān)督將發(fā)現問題錄入質量日報和質量問題跟蹤表，海上外輸監(jiān)督負責質量問題整改的跟蹤落實情況。質量監(jiān)督每月出具質量月報(反饋近期主要工作和質量統計數據)，上述文件每日主送海上總監(jiān)、外輸監(jiān)督和作業(yè)公司陸地主管以及施工領隊、施工質量負責人。

6.5 抽檢復檢，消除質量隱患

海上外輸監(jiān)督根據現場人員動態(tài)，組織開展對承包商人員和設備的不定期質量檢查，各工序報檢期間，在承包商見證下對各工序進行隨機抽檢。結構焊接重要工序階段完工期間，在承包商見證下，由作業(yè)公司以適當比例開展復檢的形式進行驗收，并出具檢驗報告。

6.6 文件資料收集存檔，以防后患

為確保項目完工文件的完整性和系統性，規(guī)范作業(yè)公司維修改造項目完工文件的管理，按照作業(yè)公司體系文件質量完工文件規(guī)定，對完工文件進行收集和歸檔，同時按照完工文件基本目錄及編碼要求進行編碼分類。為后期工作開展提供文件支持。

7 施工進度控制

本項目具有規(guī)模大、流程復雜、周期長、參與施工人員多等特點，因而影響工程進度的因素很多。這些因素可歸納為人的因素、材料因素、技術因素、氣象因素以及其它難以預料的因素。事先對影響進度的各種因素進行全面調查研究，預測、評估這些因素對工程進度產生的影響，并編制可行的進度計劃。然后在施工過程中，運用動態(tài)控制原理，不斷進行檢查，將實際情況與進度計劃進行對比，找出計劃產生偏差的原因，找出主要原因后，采取糾偏措施。在本次施工作業(yè)過程中，作業(yè)公司通過建立溝通渠道，完善例會制度，建立三級進度管理體系，保證了施工作業(yè)順利進行。

7.1 建立溝通渠道

①建立施工方和平臺方相互通告進度管理體系架構，建立艙室維修進度管理跟蹤表，定期更新施工進度。

②作業(yè)方和施工方海陸之間分別建立縱向、橫向聯系。雙方單位各級負責人、施工人員、執(zhí)行人員之間，對施工作業(yè)內容進行指導、反饋、建議等工作交流，保證施工中遇到的各種問題能夠及時溝通，及時解決，確保施工按計劃進行。

7.2 完善例會制度

①根據艙室修復工作進度定期安排召開每周協調會，就施工物料、人員安排、施工工藝，施工質量等問題進行溝通，將實際工作情況與進度計劃進行對比，找出施工產生偏差的原因，及時糾偏。

②施工過程中，發(fā)現方案外有腐蝕嚴重的部位，我們也及時通過溝通，對方案外的腐蝕尾部也進行了更換或修復。

7.3 三級計劃進度管理

第一級計劃為編制總控制進度計劃，本次艙室維修于2019年4月初開始海上施工，詳細計劃見表1。

表1 FPSO艙室維修項目計劃

第二級計劃階段性工期計劃，為保證一級計劃的有效落實，有針對性地對艙室壁板更換工作做出計劃安排如下：壁板更換分為兩期進行，第一期，05月11日開始，08月07日全部安全保質完成，見表2；第二期，07月31日開始，11月11日全部完成。

表2 7P艙室維修壁板更換進度表(一期)

第三級計劃即周計劃，將前兩級計劃進一步細化到日常的施工安排中，見圖8。具備很強的針對性、操作性、及時性和可控性，是現場開展施工最基本的操作性計劃，周計劃包括人力安排，物料周計劃，施工周計劃等。

圖8 FPSO艙室維修項目人力計劃

此次施工合理計劃，過程控制嚴格，現場進度把控高效，加上對施工的全過程及時檢查，對比，分析，及時發(fā)現實施中的偏差，并采取有效措施，調整工程建設施工進度計劃，排除干擾，最終保證了本次施工作業(yè)的如期完成。

8 總結

目前FPSO不停產維修艙室項目進展順利，所有艙室內動火作業(yè)施工已全部完成，并經過第三方檢驗合格。本次FPSO在位艙室維修工作,實屬國內首次，對其他油田處理的類似船舶腐蝕問題具有借鑒意義。本著不忘我為祖國獻石油的初心，敢于擔當，勇于作為，敢于亮劍，面對困難敢于迎難而上，實現了不停產、不壓產在位艙室維修。