初文山

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300451)

儀表氣管線用于設計海上平臺時，只有將它合理配置和設計，才能保證海上平臺安全和穩(wěn)定運行。因此企業(yè)需要高度重視此項工作的落實狀況，如果因為工作的疏忽導致出現(xiàn)危險狀況，將會形成重大的經(jīng)濟損失和嚴重風險，因此需要從安全角度改進海洋平臺的設計，在保證安全的情況下進行設計布局，特別是在儀表氣管線方面。由于儀表氣管線管道錯綜復雜，為了保證海上平臺的所有作業(yè)平穩(wěn)進行，需要嚴格地設計儀表氣管線管道的整體布局，確保管道設計符合國家標準，從而為海上平臺的設備提供安全可靠的氣源。

1 海上平臺中的儀表

1.1 儀表在海上平臺的應用

海上平臺是海上石油設施的重要組成部分，在海上石油作業(yè)中發(fā)揮著重要作用?，F(xiàn)如今用于海上石油作業(yè)的大部分平臺都是氣動設置的，海上平臺配備了儀表氣，控制裝置操作或停止等。海上平臺的儀表氣由記錄分析儀、變換器以及定位器和電磁閥等設備和裝置構成。就目前來說，儀表支撐著海上平臺的作業(yè)，海洋平臺沒有這些工具就無法運作。海上平臺的生產(chǎn)操作必須為儀表、公用設施和起動設備提供穩(wěn)定、可靠的壓縮氣體，壓縮氣體可以是空氣、天然氣，也可以是氮氣。天然氣或氮氣瓶系統(tǒng)一般都適用于面積較小、設施簡單的無人簡易井口平臺；而壓縮空氣系統(tǒng)較適用于大型平臺，尤其是綜合性平臺。

1.2 儀表氣源的標準

儀表是為海上平臺工程提供優(yōu)質(zhì)服務的工具，海上平臺的氣體能源必須符合四個質(zhì)量標準：第一，必須保證塵埃顆粒粒徑小于3.2μm，防止管路出現(xiàn)堵塞或者摩擦受損的狀況。第二，含油量需要小于1×10-6，防止儀表在工作中損壞，造成工具零件被堵塞和磨損，從而導致儀表故障。第三，氣體需要干燥純凈，最低露點要求至少低于環(huán)境溫度 10℃；。第四，儀表氣的供氣壓力，一般在 500～800kPaG。海上平臺上的儀表管中的空氣通常會保持干燥，空氣通過過濾器傳輸?shù)綁嚎s機，在壓縮機中將空氣壓縮，壓縮成功之后將空氣傳輸進冷卻器和分離器，最后進入儲罐。上述每個步驟都是處于連通狀態(tài)，壓縮機發(fā)生故障后，氣瓶的供氣時間應根據(jù)用戶的要求而定，如果沒有指定時間，一般取20min。再根據(jù)系統(tǒng)最大和最小操作壓力確定氣瓶的容積。

1.3 儀表氣供氣系統(tǒng)介紹

不銹鋼閘閥氣動儀表通常利用空氣源的壓力進行作業(yè)，主要利用氣壓有效驅動執(zhí)行器。氣動閥門是依靠氣源壓力驅動執(zhí)行器最顯著的例子。氣動調(diào)節(jié)閥動作包含氣開和氣關這兩種類型。如果空氣壓力增加，則氣開型閥門會面向不銹鋼絲口閘閥工作，當壓力逐漸增加到最大時，閥門將完全打開，同理，當空氣壓力減小時，閥門就會關閉從而沒有空氣傳輸，屬于完全關閉的情況。氣關類型則恰恰相反，當空氣壓力增加時，閥門就會關閉，當氣壓減小時，閥門從原始位置開啟，直到閘門完全打開為止。氣動控制閥的運行模式主要基于生產(chǎn)過程中的安全性，例如燃燒加熱爐，燃料中的控制閥在燃氣管道上面，通過爐子的溫度來測量燃料的狀態(tài)，在這種情況下，需要采取氣開閥，如果停止供氣，則閥門關閉將比閥門完全打開的安全系數(shù)更高。

2 海上平臺儀表氣管線管道的設計

因為海上平臺儀表氣源有大量的用戶，所以海上平臺設備的儀表氣源使用者需要統(tǒng)計確定，天然氣管道與相關的設計文件對應，需要根據(jù)設計文件進行天然氣管道的設計，依照設計文件統(tǒng)計確定管道數(shù)量。統(tǒng)計識別用戶之后需要確保所有用戶正常使用到安全的儀表氣源，還需要確保氣管線管道設計符合用戶的根本需求，接口形式以及管道尺寸的確定是根據(jù)儀表安裝圖、機械專業(yè)圖和專業(yè)工藝技術及其他相關信息確定的，還需要確保氣源用戶與管道對應，確保管道的整體設計符合國家規(guī)定的標準，從而為海上平臺作業(yè)提供堅實的保障。

2.1 海上平臺儀表用戶的供氣形式

為了實現(xiàn)海上平臺上儀表氣管線管道的合理設計，有必要不斷創(chuàng)新和開發(fā)供應儀表氣源的方法。海上平臺的儀表氣源供應方法分為以下三種情況：①海上平臺上某些氣源供點儀表氣的分散和消耗存在重大波動，為了防止對相鄰負荷上的用氣產(chǎn)生不良影響，可以從氣體流量變化很大的氣源總管道中提取一個供氣點②考慮到海上平臺上某些儀表分布密集且使用頻繁，目前正在使用支干式供氣的方法，主要的工作方式是把儀表氣管線管道上的支干管線中的空氣引向空氣分配裝置或氣源供應點③如果管道顯示氣管網(wǎng)并且將氣源供應給許多海上平臺設備時，就應當把氣管網(wǎng)的頭和尾連起來以形成閉合的圓形管。

2.2 設計過程中應注意的問題

海上平臺上的工作與儀表氣源是分不開的，因此，在設計供氣管道時，不僅需要根據(jù)相關文檔、專業(yè)技術、數(shù)據(jù)等進行設計分析，而且在設計時還必須考慮許多問題：首先，確定系統(tǒng)的建立時間，海上平臺的供氣裝置應該從總管中引出旁路管道，旁通管道的方位應安裝在水平管道上方，此方法旨在確保不影響儀表及相關設備的性能，并且在操作過程中不會出現(xiàn)不良結果。同時，可以節(jié)省管道物料，方便維修旁通管道；其次，海上平臺儀表氣源氣管線管道中的主管道末端必須用盲板或盲線堵住，并且管道的末端不能進行焊接，因為末端焊死會阻礙更多新用戶的加入；第三，海上平臺供氣管道之間不可以直接焊接起來，需要利用鍍鋅螺紋和其他管道連接；如果是不銹鋼燃氣管道用于海上平臺，必須通過對焊的方式連接管道，而不是螺紋管件將管道連接。第四，必須考慮設備、儀表管道和氣管線的狀態(tài)和運行條件。為了避免對儀表及相關設備的運行造成影響，必須增加排污處理設施，只有保證管道的潔凈，才能確保氣源的純凈，從而減少設備在運轉過程中可能出現(xiàn)的安全風險。

2.3 儀表氣管道設計其余方面的細節(jié)

當供氣系統(tǒng)要從主導管中引出旁通管道時，氣源必須位于水平導管上方，其運行方式可以防止管路中的冷凝水掉入儀器或會對其他性能造成不良影響，海上平臺的所有甲板氣源旁通管線需要從甲板所在的具體層級的主管道分離出來，從而使得旁通管道在甲板上發(fā)揮自身的作用，這種方法還可以節(jié)省成本，在具體的設計過程中，應避免從高處向下分離旁通管道，以防止凝液進入儀器或其他物體。

3 結束語

由于許多風險因素，海上石油作業(yè)是從海上平臺進行的，作為海上平臺及相關設備開發(fā)的一部分，已進行了項目安全改進工作。儀表是海上平臺的重要儀器，可為其工作提供氣體來源，作為海上平臺的儀表氣管線管道，它具備錯綜復雜的特性，工作人員需要保證儀表在海上平臺上平穩(wěn)、可靠地運行，必須更加重視設計過程和相關要素，使管道達到國家的質(zhì)量標準，讓所有氣源用戶可以放心使用。由于海上平臺作業(yè)離不開儀表氣管線管道的重要作用，所以工作人員必須要重點關注管線的設計狀況，必須保證所有的工作萬無一失。