劉興華

中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司 湛江分公司（廣東 湛江 524057）

0 引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，油氣資源的需求量越來(lái)越大，再加上油氣價(jià)格的不斷攀升，間接地推動(dòng)了石油勘探開(kāi)發(fā)事業(yè)的發(fā)展。陸地所蘊(yùn)含的油氣資源經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)發(fā)利用，部分已經(jīng)面臨著枯竭的狀況。海洋油氣資源的開(kāi)發(fā)利用，將會(huì)成為世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的重要目標(biāo)[1]。

文昌9-2、9-3、10-3這3個(gè)氣田均為小型氣田，其油氣的儲(chǔ)量相對(duì)較少，并且同周邊地區(qū)沒(méi)有較好的資源共享基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)反復(fù)商討、不斷地對(duì)開(kāi)發(fā)方案進(jìn)行優(yōu)化，為降低開(kāi)發(fā)成本，又能實(shí)現(xiàn)高效開(kāi)發(fā)，最終決定采用聯(lián)合開(kāi)發(fā)模式，將3 個(gè)氣田捆綁開(kāi)發(fā)。浮托法平臺(tái)組塊安裝與吊裝安裝法相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：①能夠?qū)崿F(xiàn)大型平臺(tái)組塊的整體安裝；②避免了浮吊船起吊能力的不足；③減少了平臺(tái)的聯(lián)接調(diào)試工作量[2]。

浮托法安裝方式主要包括重量轉(zhuǎn)移、裝船、拖航、安裝等環(huán)節(jié)，浮托法施工過(guò)程有一定的復(fù)雜性，同時(shí)又受到施工程序和環(huán)境條件的限制，使得施工過(guò)程存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)如今海洋平臺(tái)建設(shè)的數(shù)量不斷增加，平臺(tái)建設(shè)的安全性是需要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題，但目前關(guān)于海洋平臺(tái)建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)的技術(shù)卻鮮有報(bào)道。本文綜合運(yùn)用作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法（TRA）、預(yù)先危險(xiǎn)性分析法（PHA）、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣法對(duì)氣田群開(kāi)發(fā)工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，并給出相應(yīng)的預(yù)防和控制措施，防止危險(xiǎn)因素發(fā)展成為事故。

1 安全分析方法

1.1 作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（TRA）方法

所有開(kāi)展的新作業(yè)，都需要進(jìn)行全面的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（TRA）。作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估適合于作業(yè)任務(wù)多、涉及多個(gè)工作組、多個(gè)承包單位的復(fù)雜作業(yè)，如施工建筑項(xiàng)目、海上平臺(tái)安裝項(xiàng)目、大中型維修或改造項(xiàng)目等。

作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（TRA）方法評(píng)估流程如圖1 所示，主要步驟為風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)辨識(shí)、確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、確定控制措施、審查殘余風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程

1.2 預(yù)先危險(xiǎn)性分析（PHA）

預(yù)先危險(xiǎn)性分析（PHA）是安全評(píng)價(jià)中常用方法之一。在設(shè)計(jì)初，對(duì)系統(tǒng)可能存在的危險(xiǎn)類(lèi)別、發(fā)生條件和事故后果等進(jìn)行分析，對(duì)系統(tǒng)中潛在的危險(xiǎn)進(jìn)行辨識(shí)，并將其劃分為相應(yīng)的危險(xiǎn)等級(jí)，提出預(yù)防措施，有效預(yù)防危險(xiǎn)因素發(fā)展成為事故。

根據(jù)潛在危險(xiǎn)的危險(xiǎn)性大小和發(fā)生后對(duì)系統(tǒng)的破壞程度，制定了相應(yīng)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，將危險(xiǎn)性劃分為4個(gè)等級(jí)。事故危險(xiǎn)程度分級(jí)見(jiàn)表1。

表1 事故危險(xiǎn)程度分級(jí)

為了衡量潛在危險(xiǎn)發(fā)展成為事故的可能性，制定了相應(yīng)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，將各類(lèi)事故的發(fā)生概率劃分為5個(gè)等級(jí)，事故概率等級(jí)見(jiàn)表2。

表2 事故概率等級(jí)分級(jí)

1.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣法

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣法是一種常用的定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，該方法對(duì)危險(xiǎn)事件的嚴(yán)重性和可能性按特征劃分為相應(yīng)的等級(jí)，并賦予一定的權(quán)重值，組合成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)矩陣，以此來(lái)衡量風(fēng)險(xiǎn)大小[3]。等級(jí)判定公式為：風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)=危害因素導(dǎo)致后果的嚴(yán)重程度×產(chǎn)生這種后果的可能性。

2 氣田群開(kāi)發(fā)工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及對(duì)策

隨著海洋平臺(tái)建設(shè)數(shù)量的不斷增加，平臺(tái)建設(shè)的安全性是需要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。在海洋平臺(tái)的建設(shè)過(guò)程中，容易受到各種因素的影響，在這些不利因素的影響下往往會(huì)導(dǎo)致各種安全事故的發(fā)生，其不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)故┕と藛T的生命安全受到威脅[4]。平臺(tái)上部組塊甲板安裝了空壓機(jī)、注水泵、鉆井泵、鉆修機(jī)和壓縮機(jī)等機(jī)械設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)海上油氣開(kāi)采、原油凈化、天然氣處理以及污水處理、計(jì)量分離等工作的需求。機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，其產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)激振載荷有可能引起平臺(tái)也產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)，這種情況下將會(huì)造成機(jī)械設(shè)備零部件的損壞，導(dǎo)致油氣平臺(tái)無(wú)法正常生產(chǎn)，甚至發(fā)生嚴(yán)重的安全事故[5]。海洋平臺(tái)的區(qū)域有限，工作人員居住密集、逃生相對(duì)困難，如果發(fā)生危險(xiǎn)，會(huì)對(duì)平臺(tái)上工作人員的生命、機(jī)械設(shè)備和系統(tǒng)等造成巨大的威脅，使海上油氣田遭受無(wú)法承受的損失。因此需要提前做好安全分析，辨識(shí)工程中存在的所有危險(xiǎn)因素，并針對(duì)危險(xiǎn)因素提出合理有效的控制或消除措施，避免事故的發(fā)生。

2.1 上部組塊浮托法安裝風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及對(duì)策

所謂浮托法安裝就是將在陸地上已制造完成的上部平臺(tái)組塊用牽引設(shè)備將其整體轉(zhuǎn)移到駁船上，通過(guò)駁船拖運(yùn)到指定的安裝地點(diǎn)，經(jīng)過(guò)加壓載、載荷轉(zhuǎn)移、組塊分離、退船實(shí)現(xiàn)安裝過(guò)程[6]。浮托安裝主要程序如下[7]。

1）滑移裝船。當(dāng)平臺(tái)上部組塊在陸地上建造完成并調(diào)試好后與駁船的支撐結(jié)構(gòu)一起裝船，裝船過(guò)程通常采用軌道滑移的方式，要求平臺(tái)上部組塊兩側(cè)的平臺(tái)腿位于駁船外側(cè)，并進(jìn)行固定處理。

2）海上運(yùn)輸。在海上運(yùn)輸之前需要確認(rèn)海上氣象條件，確保滿足作業(yè)要求，并對(duì)駁船的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行評(píng)估。然后將裝載有平臺(tái)上部組塊的駁船拖運(yùn)到指定地點(diǎn)附近，準(zhǔn)備海上安裝作業(yè)。

3）海上安裝。是指駁船到達(dá)指定安裝地點(diǎn)附近，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)上部組塊轉(zhuǎn)移的過(guò)程，主要包括進(jìn)船、對(duì)接和退船3 個(gè)過(guò)程，具體步驟如圖2 所示。①進(jìn)船。駁船到達(dá)指定地點(diǎn)附近后，安置錨鏈和系泊纜繩，通過(guò)錨鏈和系泊纜繩將駁船緩慢地拖動(dòng)，通過(guò)不同位置的錨鏈來(lái)控制駁船的運(yùn)動(dòng)方向和速度，直到駁船上的限位碰到導(dǎo)管架樁腿，此時(shí)駁船上的平臺(tái)上部組塊位于導(dǎo)管架的正上方。②對(duì)接。平臺(tái)精確就位后，利用潮差或者往駁船艙中加水，增大駁船的吃水量，使得上部組塊隨著駁船一起緩緩下降，期間要保證駁船的定位精確，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)上部組塊的樁尖與導(dǎo)管架的樁腿精準(zhǔn)對(duì)中。當(dāng)平臺(tái)上部組塊的樁尖與導(dǎo)管架的樁腿第一次接觸時(shí)，要檢查位置是否準(zhǔn)確和駁船的晃動(dòng)情況，沒(méi)有問(wèn)題后解除所有臨時(shí)固定裝置繼續(xù)壓載下沉，使得平臺(tái)上部組塊的樁尖全部進(jìn)入導(dǎo)管架的樁腿內(nèi)，再繼續(xù)壓載下沉，將平臺(tái)上部組塊的荷載全部轉(zhuǎn)移到導(dǎo)管架上。③退船。荷載轉(zhuǎn)移完成后繼續(xù)壓載下沉，當(dāng)平臺(tái)上部組塊與駁船之間留有足夠的安全空間時(shí)，將駁船拖離導(dǎo)管架，整個(gè)平臺(tái)組塊的海上安裝工作完成。

圖2 浮托法安裝主要步驟

根據(jù)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（TRA）對(duì)浮托法安裝步驟進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，使用預(yù)先危險(xiǎn)性分析（PHA）法對(duì)已辨識(shí)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行危險(xiǎn)程度分級(jí)和概率等級(jí)分級(jí)，這里，僅列出各階段主要風(fēng)險(xiǎn)因數(shù)，分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別結(jié)果

根據(jù)預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)性分析的結(jié)果，使用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣法將風(fēng)險(xiǎn)元素的發(fā)生概率和危險(xiǎn)程度組合，每個(gè)元素都對(duì)應(yīng)一個(gè)危險(xiǎn)可能性和危險(xiǎn)嚴(yán)重性等級(jí)，并給出一個(gè)定性的加權(quán)指數(shù)，確定各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)并制定相應(yīng)控制措施，結(jié)果見(jiàn)表4。最高風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)定為20，危險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)15~20 為不可接受風(fēng)險(xiǎn)；危險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)10～14 為不希望有的風(fēng)險(xiǎn)；危險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)5～9為有條件接受的風(fēng)險(xiǎn)；危險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)1～4為不需要評(píng)審即可接受的風(fēng)險(xiǎn)。

表4 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定及相應(yīng)控制措施

2.2 壓縮機(jī)與驅(qū)動(dòng)方式變更的危險(xiǎn)因素及對(duì)策

壓縮機(jī)是海洋平臺(tái)上的重要設(shè)備，主要應(yīng)用于天然氣的預(yù)處理和集輸、為發(fā)動(dòng)機(jī)提供高壓燃料氣。壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，并且其振動(dòng)狀態(tài)比較復(fù)雜。振動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并使相距較近的儀器設(shè)備等不能正常工作。此外，振動(dòng)的同時(shí)還會(huì)有噪聲產(chǎn)生，會(huì)對(duì)附近的工作人員造成身體損害[8]。強(qiáng)烈的共振會(huì)使管道本身及與之相連的構(gòu)件產(chǎn)生疲勞破壞，可能會(huì)造成可燃?xì)怏w的泄漏，導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸的發(fā)生，給海上油氣田帶來(lái)毀滅性的損害。

根據(jù)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（TRA）方法對(duì)壓縮機(jī)位置與驅(qū)動(dòng)方式變更進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，使用預(yù)先危險(xiǎn)性分析（PHA）法對(duì)已辨識(shí)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行危險(xiǎn)程度分級(jí)和概率等級(jí)分級(jí)，僅列出主要風(fēng)險(xiǎn)因數(shù)，分析結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別結(jié)果

根據(jù)預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)性分析的結(jié)果，使用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣法將風(fēng)險(xiǎn)元素的發(fā)生概率和危險(xiǎn)程度組合，給出一個(gè)定性的加權(quán)指數(shù)，確定各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)并制定對(duì)應(yīng)控制措施。結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定及相應(yīng)控制措施

3 結(jié)束語(yǔ)

為保證海上氣田群開(kāi)發(fā)過(guò)程的安全性和建設(shè)目標(biāo)得以順利完成，預(yù)先采用危險(xiǎn)性分析（PHA）、安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（TRA）法和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣法對(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)分析，針對(duì)危險(xiǎn)有害因素制定預(yù)防和控制措施、制定科學(xué)的工作計(jì)劃及應(yīng)急方案、加強(qiáng)設(shè)備設(shè)施的隱患排查力度、加強(qiáng)對(duì)相關(guān)工作人員的安全教育培訓(xùn)等，從多方面提高海上氣田群開(kāi)發(fā)過(guò)程的安全性，防止?jié)撛谖ｋU(xiǎn)發(fā)展成事故。