楊軼,郭建東

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司 采油服務(wù)分公司，天津 300452；2.中海石油(中國)有限公司 秦皇島32-6/渤中作業(yè)公司,天津 300451)

“渤海世紀號”FPSO(floating production storage off-loading unit)，雙底雙殼船體結(jié)構(gòu)，設(shè)計壽命25年，2001年10月8日服役于渤海某油田，該油田平均水深20.2 m，F(xiàn)PSO設(shè)計為非常規(guī)淺吃水船型，具有良好的穩(wěn)性和耐波性能，是目前世界上吃水最淺的大噸位FPSO[1]。該油田屬于“井口平臺+FPSO”的全海式開發(fā)模式，井口平臺采出的油氣水通過海底管道、單點系泊系統(tǒng)液滑環(huán)和柔性立管，進入“渤海世紀號”FPSO上部工藝模塊進行油氣水處理，處理合格的原油進入貨油艙存儲，當(dāng)貨油裝載量接近允許的最大裝載量時，貨油通過艉外輸系統(tǒng)輸送到提油船。“渤海世紀號”FPSO艙室布置見附圖1。從船艏到船艉方向,依次為NO.1貨油艙(左/右)、NO.2貨油艙(左/右)、NO.3貨油艙(左/右)、NO.4貨油艙(左/右)、NO.5貨油艙(左/右)，共5對貨油艙，本次洗艙任務(wù)是清洗NO.1貨油艙(左)，有效艙容為17 310 m3。

圖1 “渤海世紀號”FPSO艙室結(jié)構(gòu)布置

根據(jù)船級社檢驗規(guī)范，F(xiàn)PSO每5年進行特檢，需要驗船師進入艙內(nèi)進行艙內(nèi)結(jié)構(gòu)、防腐涂層等方面的近觀檢驗和艙壁測厚等工作，為此，F(xiàn)PSO要進行循環(huán)洗艙。本次洗艙是在不停產(chǎn)情況下進行，安全風(fēng)險較大。為有效管控FPSO不停產(chǎn)洗艙作業(yè)的安全風(fēng)險，需系統(tǒng)分析洗艙作業(yè)風(fēng)險，通過實施有效的安全管控措施，在安全順利完成洗艙任務(wù)的同時，需實現(xiàn)艙壁無殘留，艙室底部檢尺未發(fā)現(xiàn)殘液，氧氣含量在19.5%～23.5%，硫化氫濃度小于5PPM，可以進行艙底貨油泵檢查和維修的環(huán)境條件要求的目標。

1 各階段關(guān)鍵風(fēng)險控制點

本次洗艙主要過程包括洗艙準備—原油洗艙—生產(chǎn)水洗艙—驅(qū)氣—除氣—下艙作業(yè)和封艙惰化[2]。

1)洗艙準備階段。《洗艙技術(shù)方案》和《HSE管理方案》的編制和審查，必須通過專家審查和批復(fù)；洗艙參與人員必須全部接受安全培訓(xùn)和教育；任務(wù)風(fēng)險分析(task risk analysis，TRA)應(yīng)全面覆蓋所有作業(yè)活動；洗艙前消防、救生、溢油、逃生演習(xí)務(wù)必到位；貨油泵、掃艙泵、壓載泵、發(fā)電機、熱介質(zhì)鍋爐、惰氣系統(tǒng)等設(shè)備運轉(zhuǎn)情況務(wù)必逐一檢查到位；NO.1貨油艙(右)應(yīng)空艙并經(jīng)徹底掃艙；NO.1貨油艙(右)的原油注入管線等工藝管線和閥門應(yīng)加裝隔離盲板；洗艙用原油應(yīng)保持油溫在60℃左右且含水低于1%；原油洗艙系統(tǒng)應(yīng)提前進行壓力試驗，無滲漏；調(diào)整壓載水使船舶穩(wěn)性及受力符合要求并保持艏傾；各艙含氧量應(yīng)保證在5%以下；關(guān)閉除NO.1貨油艙(右)以及提供洗艙用原油艙外所有艙惰氣進口閥并確認這些艙透氣管上的呼吸閥動作正常；生產(chǎn)流程系統(tǒng)、貨油系統(tǒng)、原油洗艙系統(tǒng)和惰氣系統(tǒng)各閥掛牌且指示開關(guān)狀態(tài)正確。

2)原油洗艙階段。原油洗艙是指用泵將一定壓力的原油經(jīng)由洗艙機噴射到油艙內(nèi)壁，以將艙壁及船體構(gòu)件表面的臟污物質(zhì)洗掉。再將洗艙后的混合液體轉(zhuǎn)駁到污油艙或者空的貨油艙。關(guān)鍵控制點包括：洗艙機的工作循環(huán)設(shè)定，為確保洗艙效果，本次洗艙機工作循環(huán)設(shè)定為0°→120°→15°，15°→0°→30°；原油洗艙的供油壓力應(yīng)達到1.0 MPa；打開NO.1貨油艙(右)洗艙機的進口閥時，應(yīng)注意緩慢打開進口閥、放氣；洗艙期間注意洗艙機水平回轉(zhuǎn)速度，以估計洗艙時間，洗艙開始30 min后，開始掃艙；確認污油已抽干，停泵，泄除管內(nèi)殘油，關(guān)閉原油洗艙系統(tǒng)各閥；洗艙期間應(yīng)密切觀察風(fēng)向、風(fēng)力,當(dāng)風(fēng)速低于5 m/s時停止洗艙作業(yè)；洗艙期間禁止旁通工作區(qū)域內(nèi)的信號探頭，如有可燃氣或有毒氣體泄漏立 即停止洗艙作業(yè)。

3)生產(chǎn)水洗艙階段。清洗工藝基本上和原油洗艙一致，只是洗艙介質(zhì)用生產(chǎn)水替代原油，生產(chǎn)水洗艙著重對艙壁及底部進行清洗，關(guān)鍵控制點如，含油污水全部抽干后停泵，水洗艙結(jié)束，關(guān)閉水洗艙系統(tǒng)各閥；手動檢測是否為干艙。

4)驅(qū)氣階段。驅(qū)氣是向艙內(nèi)注入含氧量低于5%的惰性氣體，將艙內(nèi)的可燃氣驅(qū)走，通過放空塔釋放掉。關(guān)鍵控制點包括：關(guān)閉提供洗艙液艙惰氣入口和清洗后掃艙油水駁入艙的惰氣入口閥，從船尾惰氣總管旁通閥釋放艙內(nèi)惰氣壓力，當(dāng)壓力降至2 kPa后打開NO.1貨油艙(右)的透氣閥，開啟時一定要慢慢打開，防止艙內(nèi)高壓氣體大量突然噴出傷人；當(dāng)艙內(nèi)可燃氣濃度降到2%以下時停止驅(qū)氣；在驅(qū)氣過程中，嚴密監(jiān)視其他艙的氧氣濃度(標準要求(5%)，若發(fā)現(xiàn)超標，應(yīng)及時充注惰氣。

5)除氣階段。除氣就是用新鮮空氣驅(qū)除艙內(nèi)的惰性氣體。除氣階段的管控控制點包括，打開NO.1貨油艙(右)甲板前部艙蓋口時應(yīng)注意人員手部夾擠傷，除氣用風(fēng)機必須是防爆風(fēng)機，在除氣階段，防爆風(fēng)機要保持連續(xù)運轉(zhuǎn)。

6)人員下艙階段。NO.1貨油艙(右)惰氣進口閥關(guān)閉并插入盲板，洗艙機及貨油泵管線插入盲板；艙內(nèi)氧氣含量在19.5%～23.5%之間,硫化氫濃度低于5 ppm，可燃氣濃度降到爆炸下限2%以下且艙內(nèi)沒有其他有毒有害氣體；艙外準備好急救設(shè)施,救援人員到位；艙內(nèi)應(yīng)保持足夠照明，吊裝低壓防爆燈；探艙人員兩名，安全員和對艙室內(nèi)部環(huán)境熟悉的人員；首次下艙進行氣體檢測時，必須佩戴自給正壓式空氣呼吸器并系好安全繩；艙內(nèi)氣體檢查應(yīng)覆蓋各個角落，艙內(nèi)有人作業(yè)過程中要連續(xù)監(jiān)測艙內(nèi)氣體狀況，一旦發(fā)現(xiàn)氣體濃度超標，艙內(nèi)人員立即撤離。

7)封艙惰化。艙內(nèi)沒有人員及遺留物品；所有艙的閥位恢復(fù)正常，移除惰氣管線盲板，打開惰氣入口閥充惰，檢測艙內(nèi)上、中、下部氧氣含量，全部低于5%時惰化作業(yè)結(jié)束；移除其它所有加裝的盲板，關(guān)閉掃氣蓋，充裝各艙惰氣至正常壓力，恢復(fù)所有隔離及鎖定。

2 風(fēng)險分析和應(yīng)對

FPSO 洗艙作業(yè)可以在停產(chǎn)大修時進行，也可以在不停產(chǎn)的情況下進行。完成全部洗艙過程一般需要5～7 d時間[3]，如果停產(chǎn)洗艙，損失較大，所以，一般選擇在不停產(chǎn)的情況下進行洗艙作業(yè)。結(jié)構(gòu)風(fēng)險方面，在不停產(chǎn)情況下進行洗艙，影響結(jié)構(gòu)安全的因素很多，船舶配載和壓載、結(jié)構(gòu)腐蝕、疲勞損傷、靜水彎矩、大風(fēng)大浪[4]，可能出現(xiàn)剪力、彎矩達到甚至超過船體極限的情況，造成船體折斷。安全風(fēng)險方面，除發(fā)生燃燒、爆炸和溢油風(fēng)險外，還有危及油井和生產(chǎn)系統(tǒng)的風(fēng)險，如一直燃燒的火炬對洗艙安全的潛在威脅等。

在洗艙準備階段，洗艙指導(dǎo)員組織安全、機械、外輸?shù)认嚓P(guān)專業(yè)人員進行作業(yè)風(fēng)險評估(task risk assessment, TRA)分析，逐項分析并評估洗艙過程存在的各類風(fēng)險，制定有針對性的應(yīng)對措施，以“原油洗艙”為例，TRA分析結(jié)果見表1。

表1 原油洗艙任務(wù)風(fēng)險評估表

從風(fēng)險評估結(jié)果來看，驅(qū)氣階段風(fēng)險最高，其次為除氣、人員進艙和封艙惰化，各階段風(fēng)險評估結(jié)果見表2。

表2 洗艙作業(yè)各階段風(fēng)險評估表

以風(fēng)險最高的驅(qū)氣階段為例，洗艙項目組實施了以下風(fēng)險控制措施。

1)為防止人員中毒和窒息，作業(yè)前，用廣播向全員通知驅(qū)氣作業(yè)開始，無關(guān)人員禁止進入洗艙區(qū)。

2)關(guān)閉生活樓通往甲板的門窗，中央空調(diào)改為內(nèi)循環(huán)運轉(zhuǎn)。

3)嚴格控制在船人員，停止一切與洗艙無關(guān)的檢維修作業(yè)，非直接工作人員禁止在甲板隨意走動。

4)測氧測爆人員打開測量孔檢測時，要站在上風(fēng)向，避免吸入大量惰氣。

5)開呼吸閥時，人員必須佩戴呼吸面罩。

6)驅(qū)氣期間，人員要遠離透氣管，無關(guān)人員不準到甲板隨意走動，所有人員正確穿戴個人防護用品。為防止甲板上集聚大量可燃氣，當(dāng)風(fēng)速低于5 m/s時必須停止驅(qū)氣作業(yè)；嚴格控制排氣速度(排氣速度過快，可燃氣體會在甲板上方聚集)。為防止閃爆，雷雨、閃電天氣禁止驅(qū)氣作業(yè)；人員進入生產(chǎn)區(qū)前必須觸摸靜電釋放裝置釋放靜電；當(dāng)艙內(nèi)可燃氣濃度降到2%以下才可停止驅(qū)氣。

3 結(jié)論

本次洗艙應(yīng)用TRA系統(tǒng)識別了“渤海世紀號”FPSO不停產(chǎn)洗艙從原油洗艙、生產(chǎn)水洗艙、驅(qū)氣、除氣、人員下艙到封艙惰化6個關(guān)鍵過程的危險、有害因素合計51項，制定并落實安全風(fēng)險應(yīng)對措施70余項，實現(xiàn)了不停產(chǎn)洗艙安全無事故。洗艙結(jié)束后，現(xiàn)場實際測得艙內(nèi)氧氣含量為21.0%，在19.5%～23.5%之間，可燃氣濃度爆炸下限(LEL)為0，低于爆炸下限(LEL)的1%，硫化氫含量為0，進艙檢查，艙壁基本無殘留，艙室底部檢尺未發(fā)現(xiàn)殘留洗艙液，不停產(chǎn)洗艙效果達到了預(yù)期目標。