“渤海世紀(jì)號(hào)”FPSO不停產(chǎn)洗艙安全風(fēng)險(xiǎn)管理

楊軼,郭建東

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司 采油服務(wù)分公司，天津 300452；2.中海石油(中國(guó))有限公司 秦皇島32-6/渤中作業(yè)公司,天津 300451)

“渤海世紀(jì)號(hào)”FPSO(floating production storage off-loading unit)，雙底雙殼船體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)壽命25年，2001年10月8日服役于渤海某油田，該油田平均水深20.2 m，F(xiàn)PSO設(shè)計(jì)為非常規(guī)淺吃水船型，具有良好的穩(wěn)性和耐波性能，是目前世界上吃水最淺的大噸位FPSO[1]。該油田屬于“井口平臺(tái)+FPSO”的全海式開(kāi)發(fā)模式，井口平臺(tái)采出的油氣水通過(guò)海底管道、單點(diǎn)系泊系統(tǒng)液滑環(huán)和柔性立管，進(jìn)入“渤海世紀(jì)號(hào)”FPSO上部工藝模塊進(jìn)行油氣水處理，處理合格的原油進(jìn)入貨油艙存儲(chǔ)，當(dāng)貨油裝載量接近允許的最大裝載量時(shí)，貨油通過(guò)艉外輸系統(tǒng)輸送到提油船。“渤海世紀(jì)號(hào)”FPSO艙室布置見(jiàn)附圖1。從船艏到船艉方向,依次為NO.1貨油艙(左/右)、NO.2貨油艙(左/右)、NO.3貨油艙(左/右)、NO.4貨油艙(左/右)、NO.5貨油艙(左/右)，共5對(duì)貨油艙，本次洗艙任務(wù)是清洗NO.1貨油艙(左)，有效艙容為17 310 m3。

圖1 “渤海世紀(jì)號(hào)”FPSO艙室結(jié)構(gòu)布置

根據(jù)船級(jí)社檢驗(yàn)規(guī)范，F(xiàn)PSO每5年進(jìn)行特檢，需要驗(yàn)船師進(jìn)入艙內(nèi)進(jìn)行艙內(nèi)結(jié)構(gòu)、防腐涂層等方面的近觀檢驗(yàn)和艙壁測(cè)厚等工作，為此，F(xiàn)PSO要進(jìn)行循環(huán)洗艙。本次洗艙是在不停產(chǎn)情況下進(jìn)行，安全風(fēng)險(xiǎn)較大。為有效管控FPSO不停產(chǎn)洗艙作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)，需系統(tǒng)分析洗艙作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)實(shí)施有效的安全管控措施，在安全順利完成洗艙任務(wù)的同時(shí)，需實(shí)現(xiàn)艙壁無(wú)殘留，艙室底部檢尺未發(fā)現(xiàn)殘液，氧氣含量在19.5%～23.5%，硫化氫濃度小于5PPM，可以進(jìn)行艙底貨油泵檢查和維修的環(huán)境條件要求的目標(biāo)。

1 各階段關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)控制點(diǎn)

本次洗艙主要過(guò)程包括洗艙準(zhǔn)備—原油洗艙—生產(chǎn)水洗艙—驅(qū)氣—除氣—下艙作業(yè)和封艙惰化[2]。

1)洗艙準(zhǔn)備階段。《洗艙技術(shù)方案》和《HSE管理方案》的編制和審查，必須通過(guò)專家審查和批復(fù)；洗艙參與人員必須全部接受安全培訓(xùn)和教育；任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)分析(task risk analysis，TRA)應(yīng)全面覆蓋所有作業(yè)活動(dòng)；洗艙前消防、救生、溢油、逃生演習(xí)務(wù)必到位；貨油泵、掃艙泵、壓載泵、發(fā)電機(jī)、熱介質(zhì)鍋爐、惰氣系統(tǒng)等設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況務(wù)必逐一檢查到位；NO.1貨油艙(右)應(yīng)空艙并經(jīng)徹底掃艙；NO.1貨油艙(右)的原油注入管線等工藝管線和閥門應(yīng)加裝隔離盲板；洗艙用原油應(yīng)保持油溫在60℃左右且含水低于1%；原油洗艙系統(tǒng)應(yīng)提前進(jìn)行壓力試驗(yàn)，無(wú)滲漏；調(diào)整壓載水使船舶穩(wěn)性及受力符合要求并保持艏傾；各艙含氧量應(yīng)保證在5%以下；關(guān)閉除NO.1貨油艙(右)以及提供洗艙用原油艙外所有艙惰氣進(jìn)口閥并確認(rèn)這些艙透氣管上的呼吸閥動(dòng)作正常；生產(chǎn)流程系統(tǒng)、貨油系統(tǒng)、原油洗艙系統(tǒng)和惰氣系統(tǒng)各閥掛牌且指示開(kāi)關(guān)狀態(tài)正確。

2)原油洗艙階段。原油洗艙是指用泵將一定壓力的原油經(jīng)由洗艙機(jī)噴射到油艙內(nèi)壁，以將艙壁及船體構(gòu)件表面的臟污物質(zhì)洗掉。再將洗艙后的混合液體轉(zhuǎn)駁到污油艙或者空的貨油艙。關(guān)鍵控制點(diǎn)包括：洗艙機(jī)的工作循環(huán)設(shè)定，為確保洗艙效果，本次洗艙機(jī)工作循環(huán)設(shè)定為0°→120°→15°，15°→0°→30°；原油洗艙的供油壓力應(yīng)達(dá)到1.0 MPa；打開(kāi)NO.1貨油艙(右)洗艙機(jī)的進(jìn)口閥時(shí)，應(yīng)注意緩慢打開(kāi)進(jìn)口閥、放氣；洗艙期間注意洗艙機(jī)水平回轉(zhuǎn)速度，以估計(jì)洗艙時(shí)間，洗艙開(kāi)始30 min后，開(kāi)始掃艙；確認(rèn)污油已抽干，停泵，泄除管內(nèi)殘油，關(guān)閉原油洗艙系統(tǒng)各閥；洗艙期間應(yīng)密切觀察風(fēng)向、風(fēng)力,當(dāng)風(fēng)速低于5 m/s時(shí)停止洗艙作業(yè)；洗艙期間禁止旁通工作區(qū)域內(nèi)的信號(hào)探頭，如有可燃?xì)饣蛴卸練怏w泄漏立 即停止洗艙作業(yè)。

3)生產(chǎn)水洗艙階段。清洗工藝基本上和原油洗艙一致，只是洗艙介質(zhì)用生產(chǎn)水替代原油，生產(chǎn)水洗艙著重對(duì)艙壁及底部進(jìn)行清洗，關(guān)鍵控制點(diǎn)如，含油污水全部抽干后停泵，水洗艙結(jié)束，關(guān)閉水洗艙系統(tǒng)各閥；手動(dòng)檢測(cè)是否為干艙。

4)驅(qū)氣階段。驅(qū)氣是向艙內(nèi)注入含氧量低于5%的惰性氣體，將艙內(nèi)的可燃?xì)怛?qū)走，通過(guò)放空塔釋放掉。關(guān)鍵控制點(diǎn)包括：關(guān)閉提供洗艙液艙惰氣入口和清洗后掃艙油水駁入艙的惰氣入口閥，從船尾惰氣總管旁通閥釋放艙內(nèi)惰氣壓力，當(dāng)壓力降至2 kPa后打開(kāi)NO.1貨油艙(右)的透氣閥，開(kāi)啟時(shí)一定要慢慢打開(kāi)，防止艙內(nèi)高壓氣體大量突然噴出傷人；當(dāng)艙內(nèi)可燃?xì)鉂舛冉档?%以下時(shí)停止驅(qū)氣；在驅(qū)氣過(guò)程中，嚴(yán)密監(jiān)視其他艙的氧氣濃度(標(biāo)準(zhǔn)要求(5%)，若發(fā)現(xiàn)超標(biāo)，應(yīng)及時(shí)充注惰氣。

5)除氣階段。除氣就是用新鮮空氣驅(qū)除艙內(nèi)的惰性氣體。除氣階段的管控控制點(diǎn)包括，打開(kāi)NO.1貨油艙(右)甲板前部艙蓋口時(shí)應(yīng)注意人員手部夾擠傷，除氣用風(fēng)機(jī)必須是防爆風(fēng)機(jī)，在除氣階段，防爆風(fēng)機(jī)要保持連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

6)人員下艙階段。NO.1貨油艙(右)惰氣進(jìn)口閥關(guān)閉并插入盲板，洗艙機(jī)及貨油泵管線插入盲板；艙內(nèi)氧氣含量在19.5%～23.5%之間,硫化氫濃度低于5 ppm，可燃?xì)鉂舛冉档奖ㄏ孪?%以下且艙內(nèi)沒(méi)有其他有毒有害氣體；艙外準(zhǔn)備好急救設(shè)施,救援人員到位；艙內(nèi)應(yīng)保持足夠照明，吊裝低壓防爆燈；探艙人員兩名，安全員和對(duì)艙室內(nèi)部環(huán)境熟悉的人員；首次下艙進(jìn)行氣體檢測(cè)時(shí)，必須佩戴自給正壓式空氣呼吸器并系好安全繩；艙內(nèi)氣體檢查應(yīng)覆蓋各個(gè)角落，艙內(nèi)有人作業(yè)過(guò)程中要連續(xù)監(jiān)測(cè)艙內(nèi)氣體狀況，一旦發(fā)現(xiàn)氣體濃度超標(biāo)，艙內(nèi)人員立即撤離。

7)封艙惰化。艙內(nèi)沒(méi)有人員及遺留物品；所有艙的閥位恢復(fù)正常，移除惰氣管線盲板，打開(kāi)惰氣入口閥充惰，檢測(cè)艙內(nèi)上、中、下部氧氣含量，全部低于5%時(shí)惰化作業(yè)結(jié)束；移除其它所有加裝的盲板，關(guān)閉掃氣蓋，充裝各艙惰氣至正常壓力，恢復(fù)所有隔離及鎖定。

2 風(fēng)險(xiǎn)分析和應(yīng)對(duì)

FPSO 洗艙作業(yè)可以在停產(chǎn)大修時(shí)進(jìn)行，也可以在不停產(chǎn)的情況下進(jìn)行。完成全部洗艙過(guò)程一般需要5～7 d時(shí)間[3]，如果停產(chǎn)洗艙，損失較大，所以，一般選擇在不停產(chǎn)的情況下進(jìn)行洗艙作業(yè)。結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)方面，在不停產(chǎn)情況下進(jìn)行洗艙，影響結(jié)構(gòu)安全的因素很多，船舶配載和壓載、結(jié)構(gòu)腐蝕、疲勞損傷、靜水彎矩、大風(fēng)大浪[4]，可能出現(xiàn)剪力、彎矩達(dá)到甚至超過(guò)船體極限的情況，造成船體折斷。安全風(fēng)險(xiǎn)方面，除發(fā)生燃燒、爆炸和溢油風(fēng)險(xiǎn)外，還有危及油井和生產(chǎn)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，如一直燃燒的火炬對(duì)洗艙安全的潛在威脅等。

在洗艙準(zhǔn)備階段，洗艙指導(dǎo)員組織安全、機(jī)械、外輸?shù)认嚓P(guān)專業(yè)人員進(jìn)行作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(task risk assessment, TRA)分析，逐項(xiàng)分析并評(píng)估洗艙過(guò)程存在的各類風(fēng)險(xiǎn)，制定有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，以“原油洗艙”為例，TRA分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 原油洗艙任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表

從風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果來(lái)看，驅(qū)氣階段風(fēng)險(xiǎn)最高，其次為除氣、人員進(jìn)艙和封艙惰化，各階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 洗艙作業(yè)各階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表

以風(fēng)險(xiǎn)最高的驅(qū)氣階段為例，洗艙項(xiàng)目組實(shí)施了以下風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

1)為防止人員中毒和窒息，作業(yè)前，用廣播向全員通知驅(qū)氣作業(yè)開(kāi)始，無(wú)關(guān)人員禁止進(jìn)入洗艙區(qū)。

2)關(guān)閉生活樓通往甲板的門窗，中央空調(diào)改為內(nèi)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。

3)嚴(yán)格控制在船人員，停止一切與洗艙無(wú)關(guān)的檢維修作業(yè)，非直接工作人員禁止在甲板隨意走動(dòng)。

4)測(cè)氧測(cè)爆人員打開(kāi)測(cè)量孔檢測(cè)時(shí)，要站在上風(fēng)向，避免吸入大量惰氣。

5)開(kāi)呼吸閥時(shí)，人員必須佩戴呼吸面罩。

6)驅(qū)氣期間，人員要遠(yuǎn)離透氣管，無(wú)關(guān)人員不準(zhǔn)到甲板隨意走動(dòng)，所有人員正確穿戴個(gè)人防護(hù)用品。為防止甲板上集聚大量可燃?xì)?，?dāng)風(fēng)速低于5 m/s時(shí)必須停止驅(qū)氣作業(yè)；嚴(yán)格控制排氣速度(排氣速度過(guò)快，可燃?xì)怏w會(huì)在甲板上方聚集)。為防止閃爆，雷雨、閃電天氣禁止驅(qū)氣作業(yè)；人員進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)前必須觸摸靜電釋放裝置釋放靜電；當(dāng)艙內(nèi)可燃?xì)鉂舛冉档?%以下才可停止驅(qū)氣。

3 結(jié)論

本次洗艙應(yīng)用TRA系統(tǒng)識(shí)別了“渤海世紀(jì)號(hào)”FPSO不停產(chǎn)洗艙從原油洗艙、生產(chǎn)水洗艙、驅(qū)氣、除氣、人員下艙到封艙惰化6個(gè)關(guān)鍵過(guò)程的危險(xiǎn)、有害因素合計(jì)51項(xiàng)，制定并落實(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施70余項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)了不停產(chǎn)洗艙安全無(wú)事故。洗艙結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)得艙內(nèi)氧氣含量為21.0%，在19.5%～23.5%之間，可燃?xì)鉂舛缺ㄏ孪?LEL)為0，低于爆炸下限(LEL)的1%，硫化氫含量為0，進(jìn)艙檢查，艙壁基本無(wú)殘留，艙室底部檢尺未發(fā)現(xiàn)殘留洗艙液，不停產(chǎn)洗艙效果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。