宗學(xué)聰 李新松 軒紅超 李超

（中海石油環(huán)保服務(wù)（天津）有限公司，天津 300457）

0 引言

海底油氣輸送管道主要用于海洋石油生產(chǎn)設(shè)施、浮式生產(chǎn)儲卸油裝置、陸地終端之間的油氣輸送，是海洋石油生產(chǎn)開發(fā)的“大動脈”。海底油氣輸送管道由于長時間暴露在惡劣的海洋環(huán)境中，其工作載荷、環(huán)境載荷和意外風險載荷均比較復(fù)雜，且運行時間比較長，發(fā)生泄漏失效的概率比較高[1]。海底管道一旦發(fā)生泄漏，管道搶維修或更換相對陸地油氣管道而言難度更高，對正常生產(chǎn)影響比較大，能夠造成很大的經(jīng)濟損失，同時給海上的作業(yè)安全和海洋生態(tài)環(huán)境造成巨大影響[2-5]。有研究表明：海管腐蝕、沖刷、海床運動、材料焊接、結(jié)構(gòu)缺陷、設(shè)計安裝不當、操作失誤、第三方破壞等因素可能引起海底管道失效泄漏[6-7]。

1 事故樹分析

事故樹分析（FTA）又叫做故障樹分析，是一種常用的風險事故系統(tǒng)安全分析方法。這種方法第一步要明確分析的特定事故或故障，然后再進行層層分析、逐級分解導(dǎo)致發(fā)生事故或故障的原因，用邏輯門符號將分析出的各層原因事件與特定事故連接，建立事故樹模型?；诮⒌氖鹿蕵?，通過反復(fù)運用布爾代數(shù)運算法則進一步簡化、計算，可以分析造成事故發(fā)生的原因[8]。

海底管道失效事故樹分析主要步驟如下：①確定以“海底管道失效”作為頂上事件進行分析。②分析海底管道失效主要原因事件，導(dǎo)致海底管道失效泄漏的直接原因主要有管理不善、探測報警設(shè)備故障、環(huán)境破壞、第三方破壞和管道腐蝕等因素。③從“海底管道系統(tǒng)失效”這個確定的頂上事件開始，層層深入分析，列出導(dǎo)致海底管道系統(tǒng)失效的原因事件，通過一定的邏輯關(guān)系繪制海底管道失效事故樹。④對得到的事故樹運用布爾代數(shù)運算法則進行計算簡化，求出導(dǎo)致頂上事件“海底管道系統(tǒng)失效”的最低限度的基本事件的集合（也叫最小割集），然后對各個基本事件的結(jié)構(gòu)重要度進行排序，從而進行定性分析得出分析結(jié)論。

1.1 繪制海底管道系統(tǒng)失效事故樹

本文以“某海底管道系統(tǒng)失效”作為主要研究對象，進行事故樹的分析，通過該方法確定導(dǎo)致海底管道失效的原因，定性分析導(dǎo)致風險的主要原因。通過層層分析繪制如圖1 事故樹：

圖1 海底管道失效事故樹

事故樹基本事件x 代碼含義如表1 所示。

表1 海底管道系統(tǒng)失效事故樹符合說明

1.2 確定最小割集、徑集

通過確定事故樹最小割集和最小徑集能夠非常清晰地分析造成頂上事件發(fā)生的原因。

運用布爾代數(shù)法對事故樹結(jié)構(gòu)函數(shù)進行計算簡化：

通過計算，海底管道失效頂上事件的最小割集共計96 個：

1.3 結(jié)構(gòu)重要度

基本事件的結(jié)構(gòu)重要度：

1.4 分析

通過對事故樹結(jié)構(gòu)重要度分析可以看出，基本事件X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X21、X22、X23、X24、X25、X26 重要程度最高，表明其對應(yīng)的基本事件（表1）如果失效是最容易導(dǎo)致海底管道系統(tǒng)失效的條件事件。另外通過對事故樹分析可以發(fā)現(xiàn)控制海底管道系統(tǒng)失效無法通過消除單一事件風險來控制，說明海底管道系統(tǒng)運行過程中失效事故發(fā)生的風險性較大。

2 海底管道泄漏溢油應(yīng)急處置

海底油氣管道如果發(fā)生破損，管道介質(zhì)發(fā)生泄漏，將會對海洋石油生產(chǎn)作業(yè)安全造成影響，同時能夠影響海洋生態(tài)環(huán)境。本文結(jié)合工作中的實踐經(jīng)驗，簡要分析海底油氣管道溢油泄漏時的應(yīng)急處置。

2.1 泄漏事故確認與報告

海底油氣管道發(fā)生泄漏時往往是通過海底管道壓力儀表系統(tǒng)壓力快速降低發(fā)現(xiàn)，還有一種是通過海面瞭望發(fā)現(xiàn)；如果發(fā)現(xiàn)海面油污可能是海底油氣管道泄漏時，平臺會通知守護船前往現(xiàn)場進行探查、確認，如果確定發(fā)生泄漏，平臺總監(jiān)第一時間上報上級單位，同時，油田現(xiàn)場立即啟動油田溢油應(yīng)急計劃進行先期處置；上級單位通過與現(xiàn)場溝通、研判事故發(fā)展態(tài)勢，如果超出現(xiàn)場處置能力則會啟動公司級應(yīng)急響應(yīng)。

2.2 應(yīng)急處置

1）平臺確認海底油氣管道發(fā)生泄漏后，第一時間與上下游進行溝通、確認，上游平臺進行生產(chǎn)關(guān)斷，對管道系統(tǒng)進行置換，通常采用合格生產(chǎn)水進行。通過關(guān)停、置換操作后，管道中的泄漏介質(zhì)會大大降低。

涉事油田第一時間調(diào)動油田溢油應(yīng)急資源，主要包括圍控資源圍油欄、回收設(shè)備收油機、吸附材料吸油毛氈等前往現(xiàn)場進行初期的圍控、回收。

2）油田上級單位上報生態(tài)環(huán)境部派出機構(gòu)開展協(xié)同應(yīng)急，上報海事局、海警局等部門，在泄漏海域進行隔離警戒，禁止無關(guān)船舶進入。

3）海底油氣管道漏點搶維修，上級單位協(xié)調(diào)海管搶維修單位動員搶維修設(shè)備、人員前往現(xiàn)場進行漏點封堵和海管維修更換工作。

4）專業(yè)公司海上溢油圍控、清理，海上溢油量超出油田現(xiàn)場圍控、回收清理能力時，往往會動用專業(yè)公司力量。專業(yè)公司技術(shù)專家根據(jù)現(xiàn)場情況初步判斷所需的作業(yè)單元，然后動員專業(yè)應(yīng)急隊員、應(yīng)急物資出海進行溢油、圍控回收清理。專業(yè)公司通過專業(yè)的溢油漂移預(yù)測軟件預(yù)測溢油漂移路徑，同時利用直升機、船載無人機等對溢油進行跟蹤尋找，發(fā)現(xiàn)油膜后，作業(yè)船舶在油膜下游布設(shè)圍油欄進行圍控，利用收油機進行圍控溢油的回收。具體現(xiàn)場布設(shè)多少圍控、回收防線需要根據(jù)現(xiàn)場處置情況進行具體分析。

5）敏感區(qū)的防護，如果溢油從圍控防線逃逸，需要結(jié)合溢油漂移預(yù)測軟件對溢油漂移軌跡的預(yù)測，提前篩選出可能會受影響的敏感區(qū)，部署船舶攜帶圍控、回收設(shè)備在合理區(qū)域進行攔截回收，杜絕溢油進入敏感區(qū)，對生態(tài)環(huán)境造成惡劣影響。

3 小結(jié)

海底油氣管道如果發(fā)生泄漏，處置起來難度較大，周期較長，對海洋生態(tài)環(huán)境的影響也比較大，因此要防范海底油氣管道發(fā)生泄漏，一是加強海底管道管理，制定相關(guān)的管理制度、操作規(guī)程、應(yīng)急方案；二是定期對海底管道儀表系統(tǒng)、報警系統(tǒng)進行檢測，要保證儀控系統(tǒng)完好可用；三是定期對海底管道進行清管；四是加強海底管道的腐蝕檢測，發(fā)現(xiàn)問題盡早解決；五是對進入油田區(qū)域的外來船舶進行驅(qū)離，禁止在油田區(qū)域進行拋錨；同時加強工程建設(shè)船舶管理，防止工程船落物、拋錨損傷海管。