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)平臺和FPSO補給柴油和淡水的關(guān)鍵設(shè)施就是補給軟管，包括加油和加水軟管，目前海上補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)條件等方面進行改善，但是作業(yè)風(fēng)險依然存在，補給軟管依然有絞繞拖船螺旋槳事件發(fā)生。特別是加注補給油管絞斷后，會造成油污染海洋環(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、FPSO等設(shè)施的補給淡水軟管基礎(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、材料選擇、接頭密封形式、安裝設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)分析，對現(xiàn)有補給軟管和操作程序進行優(yōu)化，降低補給作業(yè)風(fēng)險，為海上設(shè)施的日常加注補給提供安全保障。

1 海上平臺補給作業(yè)

1.1 補給軟管

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

表1 補給軟管參數(shù)

圖1 柴油補給管線

1.2 海上設(shè)施補給作業(yè)程序

海上設(shè)施加注補給按照補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)險高低，加注柴油風(fēng)險略高一些。

1)加注補給設(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)隨時檢查管線情況及油艙液位，與拖船保持聯(lián)系，換艙時先開另一艙，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 海上柴油淡水補給面臨的風(fēng)險

拖船?？坑吞镌O(shè)施時候，軟管用于FPSO、海上平臺和補給船舶之間的連接,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,加注軟管往往會產(chǎn)生較大的扭曲、彎曲和拉伸,極易造成錯位、折裂、接頭松脫甚至拉斷[2]，極端條件下，軟管還會卷入拖船底部，與加注拖輪底部螺旋槳纏繞，影響拖船的操作能力。某海上加注補給作業(yè)中補給管線的狀態(tài)見圖2，具體風(fēng)險總結(jié)如下。

圖2 柴油補給管線在海中狀態(tài)

2.1 環(huán)境

海上加注補給過程中，如果補給軟管破裂，又未能及時停止油泵供給，會造成柴油泄露，給海洋造成環(huán)境污染[3]，即使油泵能夠及時停止運行，輸油管內(nèi)的柴油也會泄漏到海面上，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)會通過食物鏈影響魚類、貝類，以及人類；油污染中的各種有機烴類在食物鏈中循環(huán)不易被分解,通過濃縮富集會達(dá)到具有毒性的程度。此外,溢油污染還會破壞海灘風(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，淡水補給則不會發(fā)生環(huán)境污染風(fēng)險。

2.2 人員傷害

加注補給拖船在補給過程中要嚴(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)壓力下會無序擺動，對周邊人員造成傷害。

2.3 補給拖輪失去動力

補給拖船在補給過程中，極端條件下，補給軟管纏繞拖船螺旋槳，致使拖船失去航行動力，如不能及時解決則有可能造成：①失去航行動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，給平臺結(jié)構(gòu)造成傷害[6]；②即使沒有撞上海上設(shè)施，加注補給船處于無動力時受外界環(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。

2.4 柴油或淡水無法補給

補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，還無法完成補給任務(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，就會由于無法補給淡水或者柴油，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給會造成被迫停產(chǎn)。

3 解決方案

3.1 控制補給船舶與海上設(shè)施工作距離

控制好補給拖船與海上設(shè)施的工作距離，確保不會因為距離太遠(yuǎn)，造成補給軟管拉伸，致使拉斷軟管或者接頭松脫，也不要因為工作距離太近，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。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)，從而控制補給船舶與海上設(shè)施(FPSO)的作業(yè)距離[10]。海上平臺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，對軟管入水端靠近拖船處增加浮體。增加方式有臨時性和永久性2種。臨時性浮體是作業(yè)前操作人員手動固定在軟管上；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，事故案例分析證實充壓軟管被水流扭曲后會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 加強軟管兩端接頭處安全系數(shù)

分析補給軟管事故發(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給作業(yè)風(fēng)險[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)計壓力內(nèi)不會松脫。