一種海上邊際油田簡(jiǎn)易平臺(tái)的登乘結(jié)構(gòu)

劉菊娥　呂津波　鄭向榮　沙　勇

摘要：文章以BZ34-3/5井口保護(hù)架為例，提出一種海上邊際油田簡(jiǎn)易井口平臺(tái)的登乘結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，使用安全，便于維護(hù)，適合簡(jiǎn)易井口平臺(tái)純?nèi)斯さ浅朔绞绞褂谩?/p>

關(guān)鍵詞：海上邊際油田；簡(jiǎn)易平臺(tái)；登乘結(jié)構(gòu)；中轉(zhuǎn)平臺(tái)；固定直梯；掛梯

中圖分類號(hào)：TE951文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009－2374(2009)12－0003－03

海洋工程中設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)易平臺(tái)，是為了降低開(kāi)發(fā)費(fèi)用、提高開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益，簡(jiǎn)易平臺(tái)上通常采用無(wú)人駐守力式。但是，簡(jiǎn)易平臺(tái)上部分設(shè)備設(shè)施在一定時(shí)間內(nèi)仍需工作人員現(xiàn)場(chǎng)巡檢維護(hù)，這樣，就需要解決無(wú)人駐守簡(jiǎn)易平臺(tái)工作人員登乘的問(wèn)題。

無(wú)人駐守平臺(tái)工作人員巡檢登乘，通常根據(jù)登乘工具而劃分為直升機(jī)轉(zhuǎn)乘和船舶轉(zhuǎn)乘。直升機(jī)轉(zhuǎn)乘方式，需要在簡(jiǎn)易平臺(tái)設(shè)置滿足直升機(jī)起降要求的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，這種方式，工作人員就位速度快，反應(yīng)靈活，但工程造價(jià)較高，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用也較高。船舶轉(zhuǎn)乘方式，工作人員一般主要通過(guò)常規(guī)船舶泊靠登乘、遙控動(dòng)力機(jī)械登乘等，這種方式受天氣影響較小，技術(shù)成熟，設(shè)備投資較??；但是采用船舶泊靠方式也需要在簡(jiǎn)易平臺(tái)上設(shè)計(jì)專用泊靠設(shè)施，并且泊靠設(shè)施處于水線面處需考慮泊靠設(shè)施承受海浪及海冰的抗擊能力；另外，船舶在泊靠過(guò)程中不可避免要產(chǎn)生的對(duì)平臺(tái)的碰撞，將對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高。因此，為滿足泊靠作業(yè)會(huì)使簡(jiǎn)易平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，工程造價(jià)升高。通過(guò)遙控動(dòng)力機(jī)械方式登乘，該方式對(duì)簡(jiǎn)易平臺(tái)的動(dòng)力供應(yīng)設(shè)備要求較高，要求簡(jiǎn)易無(wú)人駐守平臺(tái)應(yīng)具備自有動(dòng)力或海纜傳輸動(dòng)力，因此，同樣使得簡(jiǎn)易平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，工程造價(jià)升高。

在海上邊際油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，為了能夠降低工程造價(jià)，需要更為適合的工作人員登乘方式，且具有設(shè)計(jì)和施工簡(jiǎn)單、不需要維護(hù)、安全保護(hù)效果好的優(yōu)點(diǎn)，特別是簡(jiǎn)易平臺(tái)上采用無(wú)機(jī)械不泊靠純?nèi)斯さ浅朔绞剑瑢?duì)于降低工程造價(jià)顯得尤為重要。

一、登乘方案研究

對(duì)于BZ34－3和BZ34－5小型邊際油氣田的無(wú)人駐守簡(jiǎn)易井口保護(hù)架，檢查維修設(shè)施較少，維護(hù)量極少。人員登乘頻率不高，巡檢，維護(hù)人員需求量預(yù)計(jì)為1～2人，檢修周期僅為1～2次／每年。采用無(wú)機(jī)械不泊靠純?nèi)斯さ浅朔绞捷^為理想。有以下三種方式可選擇：

方案1：考慮人員登乘頻率不高(每年1～2次)。BZ34-3/5井口保護(hù)架設(shè)置固定直梯+掛梯登乘形式。不考慮設(shè)置簡(jiǎn)易靠船設(shè)施，人員轉(zhuǎn)乘船舶不與井口保護(hù)架靠碰。人員由?？看患装逋ㄟ^(guò)直梯和掛梯登上井口保護(hù)架。該方案無(wú)活動(dòng)部件，人員登乘安全可靠有效，并且制作簡(jiǎn)單。

方案2：考慮人員登乘頻率不高(每年1～2次)。BZ34-3/5井口保護(hù)架設(shè)置固定直梯+軟梯形式。考慮環(huán)境影響，直梯下端到海平面一定高度。在此高度以下到水面為軟梯。人員由船只甲板通過(guò)直梯+軟梯登上井口保護(hù)架。該方案無(wú)活動(dòng)部件及動(dòng)力要求，制造安裝均容易。

方案3：BZ34-3/5井口保護(hù)架設(shè)置固定斜梯+滑動(dòng)直梯+軟梯形式。由于滑動(dòng)直梯行程有限，需增加設(shè)置一層登乘甲板以提供斜梯與滑動(dòng)直梯中轉(zhuǎn)。

綜合考慮，推薦方案1。

二、登乘結(jié)構(gòu)

方案1的具體登乘結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括中轉(zhuǎn)平臺(tái)1、固定直梯2及掛梯3，該中轉(zhuǎn)平臺(tái)1設(shè)置在簡(jiǎn)易井口平臺(tái)上，且位于主平臺(tái)4下方，且中轉(zhuǎn)平臺(tái)1設(shè)有一個(gè)以上的直梯攀登口11；固定直梯2上端固定連接在中轉(zhuǎn)平臺(tái)l的直梯攀登口11，如圖1所示；掛梯3掛設(shè)在固定直梯2的下端。直梯2為下垂式直梯；掛梯3為輕質(zhì)掛梯或軟梯。

中轉(zhuǎn)平臺(tái)設(shè)置在簡(jiǎn)易井口平臺(tái)距離海平面6～9m的位置，且位于主平臺(tái)的距離為4～6m；本項(xiàng)目中轉(zhuǎn)平臺(tái)設(shè)置在簡(jiǎn)易井口平臺(tái)距離海平面7.4m的位置，且位于主平臺(tái)的距離為5.6m。中轉(zhuǎn)平臺(tái)的直梯攀登口分別設(shè)置在中轉(zhuǎn)平臺(tái)的正南方向及北偏東50～70度方向，如圖2所示，中轉(zhuǎn)平臺(tái)的直梯攀登口的設(shè)置方向F1為設(shè)置在中轉(zhuǎn)平臺(tái)的正南方向及北偏東50度方向。直梯為下垂式固定直梯，該固定直梯上端連接在中轉(zhuǎn)平臺(tái)的直梯攀登口，下端距離海平面為3～5m；固定直梯下端距離海平面為4m。固定直梯上設(shè)置安全護(hù)籠21。

三、登程結(jié)構(gòu)分析

1充分考慮了登乘方式的安全需要，在滿足特定環(huán)曉條件登乘船舶運(yùn)動(dòng)安全要求下，中轉(zhuǎn)平臺(tái)的設(shè)置是根據(jù)當(dāng)?shù)睾Ｓ蛲ǔｏL(fēng)暴條件下，風(fēng)浪拍擊高度為海平面以上5m，以及《固定平臺(tái)安全規(guī)則》規(guī)定的安全攀登高度限制，將其設(shè)置在海平面以上H1(7.4m)處，位于主平臺(tái)下方H2-H1(5.6m)，主甲板一般設(shè)置在海平面以上H2(13m)。固定直梯為下垂式固定直梯，該固定直梯上端固定連接在中轉(zhuǎn)平臺(tái)的直梯攀登口，下端距離海平面約為H3(4m)。由于下垂式同定直梯下端如果撞擊登乘船舶甲板，可能對(duì)在運(yùn)行環(huán)境下進(jìn)行升沉運(yùn)動(dòng)的船舶造成危害，由此聯(lián)系當(dāng)?shù)睾Ｓ虺备?+1m至-0.6m)、轉(zhuǎn)乘船舶型式(干舷高1m)、運(yùn)行環(huán)境下船舶運(yùn)動(dòng)幅度(船艉升沉+0.5m至-0.5m)設(shè)置直梯下端高度約為海平面以上H3(4m)；這樣在運(yùn)行環(huán)境條件下船舶在最大運(yùn)動(dòng)幅度時(shí)仍與下垂式固定直梯保持一定安全距離(即4-1-1-0.5=1.5)；并且使得登程人員在攀登困難的軟梯段的攀登距離減小到最小。會(huì)同中轉(zhuǎn)平臺(tái)的高度位置，將原本直線攀登H2(13m)的高程，轉(zhuǎn)化為H2-H1(5.6m)、H1-H3(1.6m)、H3(4m)的三個(gè)分段距離；另外，由于固定直梯安裝有安全護(hù)籠設(shè)計(jì)，使得登程人員真正暴露在海上的運(yùn)動(dòng)距離化減為H3(4m)，從而將危險(xiǎn)系數(shù)降到最低。

2由于轉(zhuǎn)乘船舶在登乘作業(yè)時(shí)應(yīng)以艉靠方式接近簡(jiǎn)易平臺(tái)，并且由船舶本身特點(diǎn)決定船頭方向必須逆向潮流方向才能安全作業(yè)，所以根據(jù)當(dāng)?shù)匕肴粘背绷鞣较虮逼珫|±68度(潮流在北偏東±68度的180度范圍內(nèi)循環(huán)往復(fù))的特點(diǎn)，將固定直梯固定連接在中轉(zhuǎn)平臺(tái)設(shè)置于正南方向及北偏東60度方向的兩個(gè)直梯攀登口上，確保登乘船舶在整個(gè)潮流的運(yùn)動(dòng)周期中，均可選擇合適的方位靠近登乘，有效改善工作條件，相對(duì)于單方向設(shè)計(jì)提高了使用效率。

3簡(jiǎn)化附屬登乘支持，登乘船舶人員僅需要攜帶鋁質(zhì)掛梯／軟梯，即可完成登乘作業(yè)，無(wú)需經(jīng)常對(duì)登乘設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，在全壽命期中極其廉價(jià)可靠。

4中轉(zhuǎn)平臺(tái)與主平臺(tái)不在同一標(biāo)高，中轉(zhuǎn)平臺(tái)設(shè)置在海平面以上H1(7.4m)處，位于主平臺(tái)下H2-H1(5.6m)，主甲板為海平面上H1(13m)。在中轉(zhuǎn)平臺(tái)和主平臺(tái)甲板間設(shè)置四面高度為H2-H1(5.6m)的鋼質(zhì)墻，使其利用中轉(zhuǎn)平臺(tái)和主平臺(tái)甲板形成六面合圍的封閉空間。在此空間內(nèi)設(shè)有登上主甲板的直梯，并在墻上設(shè)置重型鋼質(zhì)門(mén)。依托H2-H1(5.6ha)這一常人難于攀越的高度及光滑的鋼質(zhì)外墻，形成全向防護(hù)，只有通過(guò)鑰匙開(kāi)啟重型鋼質(zhì)門(mén)，才能進(jìn)入安全墻內(nèi)，進(jìn)而到達(dá)主甲板。一般非法攀登人員由于不

擁有開(kāi)啟鑰匙，僅能抵達(dá)中轉(zhuǎn)平臺(tái)位置，再向上攀登將會(huì)冒有極大危險(xiǎn)，因而非常困難，這樣對(duì)于非法攀登者具有較有效的抑制作用。

四、登乘結(jié)構(gòu)的效果

這種簡(jiǎn)易井口平臺(tái)登程結(jié)構(gòu)的效果是：

1根據(jù)登乘方式的安全需要，設(shè)置合理的中轉(zhuǎn)平臺(tái)高程和距離海平面合理高度的下垂式固定直梯，滿足運(yùn)行環(huán)境條件下登乘船舶運(yùn)動(dòng)安全要求，兼顧登乘人員攀登高度的限制，將登乘人員運(yùn)動(dòng)距離進(jìn)行合理劃分，減少登乘人員在海上的暴露時(shí)間，將危險(xiǎn)系數(shù)降到最低。

2針對(duì)作業(yè)海區(qū)半日型海潮運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，將中轉(zhuǎn)平臺(tái)和固定下垂式直梯設(shè)置于潮流的兩個(gè)方向上，確保登乘船舶在整個(gè)潮流的運(yùn)動(dòng)周期中，均可選擇合適的方位靠近登乘，改善登乘工作條件，相對(duì)于單方向設(shè)計(jì)提高了使用效率。

3簡(jiǎn)化附屬登乘支持結(jié)構(gòu)，登乘船舶人員僅需要攜帶輕質(zhì)掛梯／軟梯，即可完成登乘作業(yè)，無(wú)需經(jīng)常對(duì)登乘設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，在全壽命期中極其廉價(jià)可靠。

4簡(jiǎn)易井口平臺(tái)不必在海平面處設(shè)置船舶泊靠裝置，更不必考慮由此產(chǎn)生的海浪、海流及海冰對(duì)簡(jiǎn)易平臺(tái)的影響和動(dòng)力機(jī)械裝置對(duì)動(dòng)力源的需求，且該登乘結(jié)構(gòu)對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度沒(méi)有特殊要求，而且不需在簡(jiǎn)易平臺(tái)設(shè)置動(dòng)力供應(yīng)設(shè)備，有效降低簡(jiǎn)易平臺(tái)結(jié)構(gòu)，抑制工程造價(jià)升高。

5中轉(zhuǎn)平臺(tái)與主平臺(tái)不在同一標(biāo)高位置，并與安全門(mén)／墻聯(lián)合設(shè)置，可比較有效的抑制非法攀登。

五、登程操作過(guò)程

如上圖1所示：

1在條件允許的海況條件下，轉(zhuǎn)乘船舶搭乘巡檢登程人員抵達(dá)簡(jiǎn)易平臺(tái)；

2登乘人員在船舶位置調(diào)整合適情況下，將輕質(zhì)掛梯及其附屬繩梯吊掛于下垂式直梯下端；

3登乘人員調(diào)整繩梯長(zhǎng)度，并將其拉緊防止掛梯及附屬繩梯晃動(dòng)；

4登乘人員由轉(zhuǎn)乘船舶甲板通過(guò)拉緊的掛梯及附屬繩梯登上下垂式固定直梯；

5登乘人員由下垂式固定直梯登上中轉(zhuǎn)平臺(tái)；

6登乘人員在中轉(zhuǎn)平臺(tái)用鑰匙開(kāi)啟安全門(mén)，再通過(guò)安全門(mén)內(nèi)的直梯到達(dá)主甲板；

7登乘過(guò)程結(jié)束；

8巡檢結(jié)束后，按相反過(guò)程重新回到轉(zhuǎn)乘船舶，本次巡檢過(guò)程結(jié)束。

建議：在惡劣環(huán)境及可預(yù)見(jiàn)惡劣環(huán)境下不要上井口保護(hù)架，作業(yè)人員登上保護(hù)架后，船舶不要離開(kāi)，守候在周?chē)?/p>

六、結(jié)論

1一種海上邊際油田簡(jiǎn)易井口平臺(tái)的登乘結(jié)構(gòu)，包括中轉(zhuǎn)平臺(tái)、固定直梯及掛梯，該中轉(zhuǎn)平臺(tái)設(shè)置在簡(jiǎn)易井口平臺(tái)上，且位于主平臺(tái)下方，中轉(zhuǎn)平臺(tái)設(shè)有一個(gè)以上的直梯攀登口；固定直梯上端固定連接在中轉(zhuǎn)平臺(tái)的直梯攀登口；掛梯掛設(shè)在固定直梯的下端。

2其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，使用安全，維護(hù)方便，適合簡(jiǎn)易井口平臺(tái)純?nèi)斯さ浅朔绞绞褂谩?/p>

3該登乘結(jié)構(gòu)在BZ34-3/5兩油田井口保護(hù)架上成功應(yīng)用。

4在惡劣環(huán)境或可預(yù)見(jiàn)惡劣環(huán)境以及黑暗條件下不要上井口保護(hù)架，攜載巡檢／維護(hù)人員工作船在人員登井口保護(hù)架后，必須在井口保護(hù)架下值勤。

作者簡(jiǎn)介：劉菊娥(1956-)，女，海洋石油工程股份有限公司高級(jí)工程師，研究方向：海洋工程設(shè)備設(shè)施設(shè)計(jì)：呂津波(1976-)，男，供職于海洋石油工程股份有限公司，研究方向：海洋工程結(jié)構(gòu)舾裝設(shè)計(jì)；鄭向榮(1955-)，女，中海石油研究中心工程師，研究方向：海洋工程質(zhì)量管理；沙勇(1979-)，男，中海石油研究中心博士后工作站工程師，研究方向：海洋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。