李海

(中海油能源發(fā)展股份有限公司 湛江采油服務(wù)文昌分公司，廣東 湛江 524057)

海上生產(chǎn)平臺(tái)和FPSO補(bǔ)給柴油和淡水的關(guān)鍵設(shè)施就是補(bǔ)給軟管，包括加油和加水軟管，目前海上補(bǔ)給軟管均采用普通軟管，不具備漂浮能力，且接頭與管線連接方式的強(qiáng)度和密封性較差，經(jīng)常發(fā)生安全事故。尤其是在南海海域，在補(bǔ)給作業(yè)過程中受管線質(zhì)量、海況、天氣，以及人員操作水平等影響，經(jīng)常會(huì)發(fā)生接頭脫落、管線破裂、絞繞拖輪等事故，影響海上設(shè)施加注補(bǔ)給作業(yè)。雖然作業(yè)者已經(jīng)在人員值班培訓(xùn)、作業(yè)條件等方面進(jìn)行改善，但是作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)依然存在，補(bǔ)給軟管依然有絞繞拖船螺旋槳事件發(fā)生。特別是加注補(bǔ)給油管絞斷后，會(huì)造成油污染海洋環(huán)境的環(huán)保事故[1]，影響海洋生態(tài)環(huán)境。為此，通過收集現(xiàn)有海上平臺(tái)、FPSO等設(shè)施的補(bǔ)給淡水軟管基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，針對現(xiàn)場應(yīng)用中存在的問題，開展增加淡水軟管浮力設(shè)計(jì)、材料選擇、接頭密封形式、安裝設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)分析，對現(xiàn)有補(bǔ)給軟管和操作程序進(jìn)行優(yōu)化，降低補(bǔ)給作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，為海上設(shè)施的日常加注補(bǔ)給提供安全保障。

1 海上平臺(tái)補(bǔ)給作業(yè)

1.1 補(bǔ)給軟管

海上設(shè)施的加注補(bǔ)給軟管采用黃色的通用型的軟管，采用合成橡膠材料，加強(qiáng)層采用高強(qiáng)度面線編織，外層有條紋設(shè)計(jì)，耐摩擦，工作溫度為-20～+80 ℃。海上設(shè)施多采用內(nèi)徑102 mm補(bǔ)給軟管，外觀見圖1，相關(guān)參數(shù)見表1。

表1 補(bǔ)給軟管參數(shù)

圖1 柴油補(bǔ)給管線

1.2 海上設(shè)施補(bǔ)給作業(yè)程序

海上設(shè)施加注補(bǔ)給按照補(bǔ)淡水和柴油分別制定相應(yīng)的工作程序，程序內(nèi)容略有不同。根據(jù)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高低，加注柴油風(fēng)險(xiǎn)略高一些。

1)加注補(bǔ)給設(shè)施與加注拖船商定供油數(shù)量，連接好供油管線和靜電導(dǎo)線，備好溢油消防器材，堵好甲板下水口，商定聯(lián)系方式，打開左艉主甲板柴油注入閥(確認(rèn)左柴油艙還是右柴油艙)。

2)通過引導(dǎo)繩將加注補(bǔ)給軟管引導(dǎo)至加注拖船方，確認(rèn)鏈接正常。

3)派專人按照供受油安全檢查表進(jìn)行檢查，確認(rèn)準(zhǔn)備妥當(dāng)。

4)確認(rèn)供受油雙方管線閥門已通暢，即可讓拖船啟動(dòng)柴油泵，先小流量后增大，并檢查各接口閥門處滴漏否，看油艙液面上升否，一切正常，就開始正常供油。

5)隨時(shí)檢查管線情況及油艙液位，與拖船保持聯(lián)系，換艙時(shí)先開另一艙，再關(guān)正加油的艙。

6)加油結(jié)束后一定要吹掃管線后再拆管線。

7)認(rèn)真量艙，與加注拖船流量計(jì)讀出的數(shù)值對比，確定受油數(shù)量，雙方簽字確認(rèn)。

2 海上柴油淡水補(bǔ)給面臨的風(fēng)險(xiǎn)

拖船?？坑吞镌O(shè)施時(shí)候，軟管用于FPSO、海上平臺(tái)和補(bǔ)給船舶之間的連接,作為油料和淡水輸送保障的介質(zhì)。在重力、浮力、輸油內(nèi)力，以及海浪和海流的作用下,加注軟管往往會(huì)產(chǎn)生較大的扭曲、彎曲和拉伸,極易造成錯(cuò)位、折裂、接頭松脫甚至拉斷[2]，極端條件下，軟管還會(huì)卷入拖船底部，與加注拖輪底部螺旋槳纏繞，影響拖船的操作能力。某海上加注補(bǔ)給作業(yè)中補(bǔ)給管線的狀態(tài)見圖2，具體風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)如下。

圖2 柴油補(bǔ)給管線在海中狀態(tài)

2.1 環(huán)境

海上加注補(bǔ)給過程中，如果補(bǔ)給軟管破裂，又未能及時(shí)停止油泵供給，會(huì)造成柴油泄露，給海洋造成環(huán)境污染[3]，即使油泵能夠及時(shí)停止運(yùn)行，輸油管內(nèi)的柴油也會(huì)泄漏到海面上，在海面上形成油膜。由于油膜的覆蓋窒息作用及其本身的耗氧,會(huì)導(dǎo)致污染水域中大量生物因缺氧而死亡；油中的有害物質(zhì)會(huì)通過食物鏈影響魚類、貝類，以及人類；油污染中的各種有機(jī)烴類在食物鏈中循環(huán)不易被分解,通過濃縮富集會(huì)達(dá)到具有毒性的程度。此外,溢油污染還會(huì)破壞海灘風(fēng)景區(qū)和旅游景觀,嚴(yán)重的油污染對生態(tài)環(huán)境的危害往往長達(dá)幾十年[4]。當(dāng)然，淡水補(bǔ)給則不會(huì)發(fā)生環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 人員傷害

加注補(bǔ)給拖船在補(bǔ)給過程中要嚴(yán)格控制拖船與海上設(shè)施的距離，如果拖船在風(fēng)浪流作用下，急速遠(yuǎn)離海上設(shè)施[5]，使軟管承受巨大的拉力，如果這個(gè)拉力超過了軟管所承受的負(fù)荷，軟管或者軟管兩端接頭處會(huì)發(fā)生斷裂或者接頭松脫。處于工作狀態(tài)的軟管在內(nèi)在介質(zhì)壓力下會(huì)無序擺動(dòng)，對周邊人員造成傷害。

2.3 補(bǔ)給拖輪失去動(dòng)力

補(bǔ)給拖船在補(bǔ)給過程中，極端條件下，補(bǔ)給軟管纏繞拖船螺旋槳，致使拖船失去航行動(dòng)力，如不能及時(shí)解決則有可能造成：①失去航行動(dòng)力的船舶在海上處于自由漂浮狀態(tài)，在風(fēng)浪流的作用下，撞上平臺(tái)，給平臺(tái)結(jié)構(gòu)造成傷害[6]；②即使沒有撞上海上設(shè)施，加注補(bǔ)給船處于無動(dòng)力時(shí)受外界環(huán)境影響而處于橫風(fēng)橫浪狀態(tài),以至于對船舶的穩(wěn)性造成影響從而引發(fā)事故[7]，也有可能無法避讓周圍其他航行船舶，發(fā)生海上碰撞事故的風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 柴油或淡水無法補(bǔ)給

補(bǔ)給柴油淡水過程中出現(xiàn)管線斷裂顯現(xiàn)，除了帶來以上風(fēng)險(xiǎn)，還無法完成補(bǔ)給任務(wù)。如果作業(yè)條件沒有變化(主要是天氣、海況)，同樣的工作任務(wù)不能正常開展，就會(huì)由于無法補(bǔ)給淡水或者柴油，而給油田的生活和工作帶來影響，嚴(yán)重情況下缺少柴油的補(bǔ)給會(huì)造成被迫停產(chǎn)。

3 解決方案

3.1 控制補(bǔ)給船舶與海上設(shè)施工作距離

控制好補(bǔ)給拖船與海上設(shè)施的工作距離，確保不會(huì)因?yàn)榫嚯x太遠(yuǎn)，造成補(bǔ)給軟管拉伸，致使拉斷軟管或者接頭松脫，也不要因?yàn)楣ぷ骶嚯x太近，造成軟管扭曲，在風(fēng)浪流作用下與拖輪的螺旋槳發(fā)生絞繞[8]，同樣距離太近有與海上設(shè)施發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。在控制工作距離方式上可以借鑒FPSO串靠式原油外輸過程中，F(xiàn)PSO與受油船的距離控制方式[9]。但是考慮到作業(yè)時(shí)間、作業(yè)成本、工作量等因素，可使用靠泊纜繩作為距離控制繩，同時(shí)拖船通過側(cè)推輔助和降低螺旋槳速度減少纜繩受力，保持纜繩處理繃緊轉(zhuǎn)態(tài)，從而控制補(bǔ)給船舶與海上設(shè)施(FPSO)的作業(yè)距離[10]。海上平臺(tái)不適合采用這種方法。

3.2 增加入水端軟管浮力

為避免軟管在波浪作用下卷入拖船底部，考慮給靠近補(bǔ)給拖船處的入水軟管增加浮力[11]，減少軟管侵入水里與拖船螺旋槳發(fā)生絞繞的可能性。通過分析外輸軟管浮力及浮力作用點(diǎn)，對軟管入水端靠近拖船處增加浮體。增加方式有臨時(shí)性和永久性2種。臨時(shí)性浮體是作業(yè)前操作人員手動(dòng)固定在軟管上；永久性浮體可選用泡沫浮體加橡膠纏繞的方式固定，起到永久提供浮力的作用。

3.3 增加入水端軟管抗彎曲性

為減少軟管在波浪作用下卷入拖船底部，同樣還要增加靠近拖船端抗彎曲性，事故案例分析證實(shí)充壓軟管被水流扭曲后會(huì)像木棍一樣扎入拖船尾部與螺旋槳發(fā)生絞繞。在增加入水靠近拖船段的浮力和抗彎曲性，從而可以避免靠近補(bǔ)給拖船的軟管卷入水中螺旋槳位置。增加軟管抗彎曲性主要措施是浮體和橡膠纏繞的方式。

3.4 加強(qiáng)軟管兩端接頭處安全系數(shù)

分析補(bǔ)給軟管事故發(fā)現(xiàn)，保證軟管兩端鏈接質(zhì)量，同樣可增加補(bǔ)給過程中的安全性。要使用原理科學(xué)、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、操作便捷、可重復(fù)使用的鏈接結(jié)構(gòu)等，能有效降低作業(yè)人員的人身安全和補(bǔ)給作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)[12]。對現(xiàn)在使用的接頭增加阻尼系數(shù)，使軟管與街頭在軟管的設(shè)計(jì)壓力內(nèi)不會(huì)松脫。