陳柱(中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

1 海上氣田開發(fā)特點

海上氣田開采出的天然氣在海上平臺經(jīng)過初步處理后由海底管道輸送至陸岸終端，在陸岸終端進一步進行脫出酸性組份和水蒸氣等凈化處理，品質合格氣體輸送到下游各用戶，如：化工廠、發(fā)電廠、城鎮(zhèn)居民用氣等。這種海陸一體化的即采即銷的模式?jīng)Q定了海上氣田的開發(fā)必須保持連續(xù)性，否則會造成下游用戶斷供，形成一系列連鎖效應，帶來嚴重的經(jīng)濟損失和社會影響。因此，臺風期間的連續(xù)穩(wěn)定遙控生產(chǎn)也是海上氣田生產(chǎn)要面臨和解決的問題。

2 三防四保實踐法則

鶯歌海區(qū)域已建成我國第一個自營氣田東方1-1氣田，我國最大海上高溫高壓氣田東方13-2氣田以及區(qū)內最大中樞氣田樂東22-1氣田，這些氣田是海南自由貿易港的重要能源供應基地，也是南海大氣區(qū)的重要組成部分，在陸海一體的采銷模式下，上下游聯(lián)動密切，加上區(qū)內各氣田氣體組份差異巨大，應急情況復雜，處理不及時可能引起下游化工用戶關停造成巨大損失。尤其在臺風期間，每個氣田的穩(wěn)定生產(chǎn)都至關重要。為了實現(xiàn)穩(wěn)定遙控生產(chǎn)，臺風撤離[1]前氣田需要做大量的準備工作，本文在總結區(qū)內各大氣田多年避臺實踐經(jīng)驗基礎上，提出了以防風、防水、防泄漏、保通訊暢通、保關鍵設備、保生產(chǎn)控制、保應急處置為內容的三防四保法則，實現(xiàn)了避臺準備工作的規(guī)范化、標準化。

2.1 三防措施具體內容

2.1.1 防風

臺風經(jīng)過時，氣田附近最大風力可達13～17級，大風可輕易卷起地面鐵皮，撕破管道保溫棉，甚至挪動大型集裝箱，臺風掀起的巨浪常常摧毀搭建的腳手架，破壞平臺結構，為防止物體被吹起或挪動撞擊破壞生產(chǎn)設施，人員撤離前必須將生產(chǎn)現(xiàn)場的松散物料收納規(guī)整到物料箱或者室內，室外的油料、淡水補給軟管、氣瓶、工具、滅火器、救生艇甚至集裝箱等必須進行加固處理，這是臺風進入警戒區(qū)前就要開展的第一項準備工作。

2.1.2 防水

臺風所到之處往往伴隨強降雨，短時強降雨曾多次造成現(xiàn)場設備控制盤滲水，生產(chǎn)區(qū)電氣設備房間積水引起短路事件。避臺前需對生產(chǎn)區(qū)和生活樓水密門密封性能進行全面檢查、對現(xiàn)場控制盤進行密封處理，疏通甲板下水通道，防止甲板積水引起雨水倒灌。防水過程中尤其要關注電纜及空調管穿墻孔洞封堵，這是防水措施中最容易忽視的環(huán)節(jié)。

2.1.3 防泄漏

臺風期間人員撤離后，現(xiàn)場若出現(xiàn)天然氣泄漏，完全依靠布置在生產(chǎn)區(qū)域的各類火氣探頭進行監(jiān)測，并依靠與之關聯(lián)的應急保護系統(tǒng)進行關斷及噴淋保護。因此，撤離前需檢查所有可燃氣探頭、煙霧探頭、火焰探頭等火氣監(jiān)控設備處于正常狀態(tài)，保證消防噴淋系統(tǒng)處于良好狀態(tài)。同時氣田各重要區(qū)域配備了高清監(jiān)控設備作為輔助監(jiān)控手段，以便遙控生產(chǎn)期間值守人員能及時發(fā)現(xiàn)氣體泄漏并采取應急關斷措施，保護平臺安全。

2.2 四保措施具體內容

2.2.1 保通訊暢通

臺風遙控生產(chǎn)期間，陸地終端通過衛(wèi)星通訊對生產(chǎn)系統(tǒng)進行監(jiān)控與調節(jié)，如通訊中斷30 min，則系統(tǒng)自動啟動0級關停，因此通訊暢通是持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的根本保障。

氣田避臺前將衛(wèi)星鏈路帶寬擴容至1M,并同步調整海上平臺衛(wèi)星站和終端衛(wèi)星站發(fā)射功率Eb/No比值至合適值(通常為12 dB以上)，保證通訊鏈路穩(wěn)定性。同時將中控室臺風模式選擇開關置于“Typhoon”模式，在有人值守模式下測試24 h，檢驗通訊是否存在中斷現(xiàn)象。如有中斷，則檢查通訊鏈路并重新激活。通訊系統(tǒng)調節(jié)及臺風模式調節(jié)樣例圖如圖1和圖2所示。

圖1 通訊系統(tǒng)調節(jié)

圖2 臺風模式調節(jié)

2.2.2 保關鍵設備

氣田關鍵設備包括空壓機、天然氣壓縮機、透平發(fā)電機、外輸泵等，臺風期間關鍵設備的運行穩(wěn)定行直接決定了整個遙控生產(chǎn)的成敗。筆者梳理了區(qū)域內各大氣田歷年避臺風的關停記錄，發(fā)現(xiàn)臺風遙控生產(chǎn)期間發(fā)生局部或整體關停共10次，其中9次為天然氣壓縮機故障[2]引起，1次為通訊中斷引起，表明關鍵設備中故障概率最大的為天然氣壓縮機，進一步分析天然氣壓縮機故障原因，發(fā)現(xiàn)機撬壓力低低開關動作或變送器故障出現(xiàn)5次，壓縮機出口溫度探頭故障1次，NGP探頭故障1次，報警喇叭燒壞1次，不明原因1次，如圖3所示。

圖3 天然氣壓縮機關停原因分析

據(jù)此氣田針對天然氣壓縮機在臺風期間的運行穩(wěn)定性提升進行了專項技術攻關，最終確定了四項穩(wěn)定性提升措施：

第一，對機撬差壓開關取壓點進行機械改造。將引壓管的引壓口縮短到出風口，將低壓引壓口改至空氣入口過濾器與機撬風機之間風道的取壓點，有效避免低壓口壓力受外部大風環(huán)境所影響。

第二，對機組機橇通風系統(tǒng)[3]壓差變送器低低關停信號進行延時設計。臺風撤離前將機撬壓差變送器低低關停信號延時延長為24 h，防止大風觸發(fā)機撬壓差變送器低低持續(xù)5 min后即關停。

第三，定期更換壓縮機探頭、模塊等備件。氣田列出了天然氣壓縮機所有備件的使用時間，根據(jù)故障周期進行故障預測，對可能出現(xiàn)故障的卡件、探頭等進行預防性更換，減少機組突發(fā)關停的概率。

第四，根據(jù)出現(xiàn)過的關停原因進行對透平機組其他輔助系統(tǒng)進行了類比分析，舉一反三，采取對機組進風口搭設臨時擋風板、增加探測元件延時、旁通機撬風機失敗停機信號、旁通機撬壓差變送器超量程停機信號、旁通機橇壓力開關失敗停機信號等手段，使機組的運轉穩(wěn)定性能得到了全面提升。

在改造完成后透平壓縮機運行多年來，未發(fā)生過一起機橇保護系統(tǒng)誤動作導致的機組關停事件，從而解決了氣田避臺期間遙控生產(chǎn)可靠性低的問題。

2.2.3 保生產(chǎn)控制

遙控生產(chǎn)期間，要保證氣田在無人狀態(tài)下繼續(xù)運轉，需要滿足常規(guī)生產(chǎn)狀態(tài)的正常需求，首先要保證井口控制盤液壓油、緩釋劑、柴油等消耗類物資充足；其次避臺前盡量降低各容器液位，為應急操作預留足夠余量，同時整合操作界面參數(shù)，減少遠程操作次數(shù)，避免數(shù)據(jù)堵塞；最后測試液位控制閥、壓力控制閥等自動控制功能，測試泵類遠程啟停及參數(shù)遠程修改功能，恢復系統(tǒng)保護信號，保證遠程實時監(jiān)控和隨時可操作狀態(tài)。

2.2.4 保應急處置

由于避臺期間人員全部撤離，所有人為啟動裝置如現(xiàn)場火災手動站、棄平臺手動站等應置于旁通狀態(tài)，減少意外碰撞造成的非必要緊急關停因素。如真實發(fā)生應急情況，應有全面充分的應對策略，根據(jù)實際情況分層次采取相應措施，秉持“局部問題局部處理，重大問題全面關?！钡乃悸?，既避免小事件擴大化又有控制重大風險的能力。以樂東22-1氣田為例，氣田根據(jù)不同工藝故障類型共梳理出14種可能的應急情景，并制定相應的應急方案，遠程值守人員可根據(jù)不同情形采取對應措施，從而做到有備無患。

3 制度化成果及效益

域內氣田投產(chǎn)10余年來，經(jīng)歷了幾十個臺風洗禮，積累了豐富的實踐經(jīng)驗，同時根據(jù)新情況每年開展避臺桌面推演和無預警生產(chǎn)演習，檢驗氣田應急處置水平，再此基礎上不斷優(yōu)化完善氣田避臺應急程序，經(jīng)過幾十次修訂，氣田現(xiàn)已形成了一套成熟的臺風應急程序，并在此體系下編寫了各班組檢查執(zhí)行清單，作為應對臺風的具體指導文件和檢查指南，為臺風期間遙控生產(chǎn)搭建起程序保障、硬件防護、應急執(zhí)行三張網(wǎng)，近年來作業(yè)公司所屬氣田在臺風期間生產(chǎn)關停事件大幅降低，減少天然氣損失近3 000萬m3，為臺風期間天然氣正常保供提供了有力保障。