海洋油氣田水下設(shè)施的防漁業(yè)損壞

鄧周榮 王勇 龍?chǎng)H鵬 石錦坤

摘要：為保障海洋油氣開(kāi)采的安全和順利，文章以我國(guó)南海東部海域?yàn)槔诟攀鰸O場(chǎng)和漁船基本情況的基礎(chǔ)上，分析拖網(wǎng)對(duì)海洋油氣田水下設(shè)施可能造成的損壞，并提出相關(guān)建議。研究結(jié)果表明：對(duì)海洋油氣田水下設(shè)施影響最大的捕撈作業(yè)方式是拖網(wǎng);雙拖網(wǎng)漁船產(chǎn)生的最大拖曳力遠(yuǎn)大于臍帶纜所能承受的最大拉力，很有可能損壞臍帶纜等水下設(shè)施;應(yīng)對(duì)漁船作業(yè)水域的海洋油氣田水下設(shè)施采取保護(hù)措施，限制可能損壞水下設(shè)施的漁船作業(yè)，加強(qiáng)管理和培訓(xùn)以及通過(guò)技術(shù)手段對(duì)相關(guān)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和處理。

關(guān)鍵詞：水下設(shè)施;海洋油氣田;拖網(wǎng);漁場(chǎng);海洋工程

中圖分類(lèi)號(hào)：U6744+1;P7561? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1005-9857（2019）02-0065-03

Underwater Production Facilities Protection against Trawling Damage

DENG Zhourong1，WANG Yong2，LONG Kunpeng1，SHI Jinkun2

（1CNOOC Deepwater Development Limited，Shenzhen 518000，China;

2COOEC Subsea Technology Co，Ltd，Shenzhen 518000，China）

Abstract：In order to protect the safety and successful of the offshore oil and gas exploitation，this paper analyzed the possible facilities damage by the trawling，based on the investigation of the fishery companies and fishing vessels in the eastern South China Sea，and suggestions were proposed.The research showed： the most dangerous fishing operation for the offshore oil and gas facilities was trawling; the maximum drag tension by the double trawlers were much larger than the maximum tension of the umbilical，and would possible damage the umbilical etc.; protection against the trawling damage should be applied，and the fishing operation which would possibly damage the facilities should be limited，the management training and monitor，and technical means should be strengthened to deal with relevant situations.

Key words：Underwater production facilities，Offshore oil field，Trawling，F(xiàn)ishery，Ocean engineering

0引言

海洋油氣田水下設(shè)施是海洋油氣資源的主要生產(chǎn)和輸送載體，也是國(guó)家的重要基礎(chǔ)設(shè)施[1-2]。隨著海洋漁業(yè)的迅速發(fā)展，其對(duì)海洋油氣田水下設(shè)施的影響越來(lái)越明顯，主要體現(xiàn)在2個(gè)方面。①在設(shè)計(jì)和安裝水下設(shè)施時(shí)僅考慮常見(jiàn)拖網(wǎng)方式的影響及其解決方法，而海底拖網(wǎng)或拋錨對(duì)管道、電纜和臍帶纜等水下設(shè)施的影響也很大;目前發(fā)現(xiàn)的深水落地錨的拋錨水深可達(dá)220 m，海底拖網(wǎng)的作業(yè)水深可達(dá)300～400 m，很有可能對(duì)水下設(shè)施造成損壞;此外，漁船拖網(wǎng)或拋錨在拖曳過(guò)程中也可能造成水下電纜和管道的彎曲半徑小于其最小彎曲半徑，致使其失效。②隨著拖網(wǎng)作業(yè)深度的加深，已有相關(guān)調(diào)查結(jié)論不再適用;由于捕撈設(shè)施不斷發(fā)展，對(duì)于低于750 m的水深，除須開(kāi)展歷史和當(dāng)下漁業(yè)活動(dòng)評(píng)估外，還須評(píng)估未來(lái)的數(shù)據(jù)。

我國(guó)南海東部海域的油氣田已發(fā)生多起水下設(shè)施被漁船損壞的案例，事故造成的搶修和維修費(fèi)用高達(dá)上千萬(wàn)元，部分情節(jié)嚴(yán)重的事故直接妨礙油氣田及其水下設(shè)施的正常作業(yè)，而目前相關(guān)研究較少。因此，分析漁業(yè)活動(dòng)對(duì)海洋油氣田水下設(shè)施的影響，建設(shè)科學(xué)合理的水下設(shè)施管理系統(tǒng)，為我國(guó)海洋油氣資源的開(kāi)發(fā)利用提供安全保障，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[3-5]。

1漁場(chǎng)和漁船

11漁場(chǎng)分布和水深

我國(guó)南海東部海域主要有粵東漁場(chǎng)和珠江口漁場(chǎng)。

粵東漁場(chǎng)（22°00′N(xiāo)-24°30′N(xiāo)、114°00′E-118°00′E）的拖網(wǎng)漁場(chǎng)位于南奧島正南到大星針以東水域，水深20～60 m，漁期為3—5月和9—12月。南部60 m以深水域?yàn)樯俏睬镅赐暇W(wǎng)漁場(chǎng)的一部分，漁期為9—12月，旺汛期為10—11月。

珠江口漁場(chǎng)（20°45′N(xiāo)-23°15′N(xiāo)、112°00′E-116°00′E）的拖網(wǎng)漁場(chǎng)為114°E以東水域，水深28～120 m，為汕尾秋汛拖網(wǎng)漁場(chǎng)的一部分，漁期為9—12月，旺汛期為10—11月;114°E以西水域水深20～90 m，為粵西中淺海拖網(wǎng)漁場(chǎng)的一部分，漁期為2—6月和9—12月。

12作業(yè)方式和漁船參數(shù)

我國(guó)南海東部海域海洋捕撈的作業(yè)方式主要包括拖網(wǎng)、刺網(wǎng)、圍網(wǎng)和釣具等[6]，其中對(duì)海洋油氣田水下設(shè)施影響最大的是拖網(wǎng)漁船。部分雙拖網(wǎng)漁船及其拖網(wǎng)的參數(shù)如表1所示，雙拖網(wǎng)漁船均由2艘鋼船組成。

底拖網(wǎng)漁船的平均單船功率為154 kW，包括單船底層有翼單囊拖網(wǎng)、雙船底層有翼單囊拖網(wǎng)、單船底層桁桿拖網(wǎng)和單船表層桁桿拖網(wǎng)等。拖網(wǎng)下綱在水深100～150 m，但據(jù)調(diào)查，部分雙拖網(wǎng)漁船的作業(yè)水深可達(dá)300～400 m，且為達(dá)到更好的捕撈效果，拖網(wǎng)下綱采用較重的鐵鏈或鐵塊沒(méi)入海底淤泥，這種結(jié)構(gòu)和作業(yè)方式可能對(duì)海洋油氣田水下設(shè)施造成較嚴(yán)重的損壞。

2雙拖網(wǎng)漁船的拖曳力

本研究以某雙拖網(wǎng)漁船為例，分析其產(chǎn)生的拖曳力，相關(guān)參數(shù)如表2所示。

根據(jù)表2的參數(shù)，2艘漁船主機(jī)功率之和為1 052 kW。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式[7]，在額定連續(xù)輸出功率的工況下，該雙拖網(wǎng)漁船可達(dá)系柱拖力Td=143 t。此外，該雙拖網(wǎng)漁船的每艘漁船上配置1臺(tái)單卷筒絞鋼起網(wǎng)機(jī)，每臺(tái)起網(wǎng)機(jī)的設(shè)備參數(shù)如表3所示。

根據(jù)機(jī)械性能參數(shù)，該臍帶纜所能承受的最大拉力為321 t，遠(yuǎn)小于雙拖網(wǎng)漁船的最大拖曳力，即該雙拖網(wǎng)漁船完全可以使該臍帶纜產(chǎn)生屈服變形或斷裂。同時(shí)根據(jù)調(diào)查，某些水下電纜的破斷拉力僅為7 t，因此當(dāng)雙拖網(wǎng)漁船滿(mǎn)負(fù)荷拖曳時(shí)，極有可能使電纜斷裂。

3對(duì)海洋油氣田水下設(shè)施安全保護(hù)的建議

我國(guó)南海東部海域油氣田分布廣，海底管道延伸距離長(zhǎng)，不可避免地涉及重要漁場(chǎng)。為保護(hù)海洋油氣田水下設(shè)施的安全，本研究提出6點(diǎn)建議：①對(duì)于在漁船作業(yè)水域即將鋪設(shè)的水下電纜和臍帶纜，位于200 m水深以?xún)?nèi)的全部埋設(shè)保護(hù)，位于500 m水深以?xún)?nèi)的選擇性埋設(shè)保護(hù);②對(duì)于在役的水下電纜和臍帶纜，采用后挖溝等方式填埋保護(hù)，水深150 m以?xún)?nèi)的埋深至少15 m;③限制捕撈漁船的漁具尺寸，限制作業(yè)水深較深或功率較大的漁船進(jìn)入油氣田海域作業(yè);④加強(qiáng)對(duì)漁船及其作業(yè)設(shè)備的監(jiān)督和管理，對(duì)相關(guān)從業(yè)人員進(jìn)行安全教育培訓(xùn);⑤完善作業(yè)頻繁漁場(chǎng)及其附近海域的水下設(shè)施結(jié)構(gòu)，對(duì)相關(guān)水下設(shè)施進(jìn)行深埋或保護(hù)處理;⑥在水下設(shè)施上加裝水下傳感器和水上警報(bào)器，感知附近物體的尺寸和運(yùn)動(dòng)，通過(guò)信號(hào)傳輸，油氣田管理中心可即時(shí)分析和判定相關(guān)情況，并及時(shí)采取措施。

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