海洋平台防火材料的应用

SHANGHAI SHIPBUILDING 上海造船2010年第1期（总第81期）

海洋平台防火材料的应用

石明伟，张天财，齐曦

（611研究所，上海200032）

摘要：阐述了海洋平台防火等级和防火试验方法。针对海洋平台火灾燃烧及温度上升特点，提出了对海洋平台防火技术要求的一些观点和见解。文章着重介绍了应用于海洋平台被动式防火技术的几种材料，包括水泥蛭石涂层、膨胀型涂层、升华型涂层、岩棉、可溶性硅酸盐纤维和硅酸钙板等，并对这些防火材料的技术特性进行了分析，供海洋平台的设计建造参考。

关键词：海洋平台；防火材料；被动式防火；防火等级

中图分类号：U664.88 文献标识码：B 文章编号：1005-9962(2010) 01-0063-03

Abstract: The paper describes the fire rating and fire test methods on offshore platforms. Based on the characteristics of flame and tempreture rise on the offshore platform, views and opinions are put forward about the technical requirement for the fire protection on the offshore platform. The focus of the paper is put on the materials applied in passive fire protection on the offshore platform, including cement vermiculite coating, expansion type coating, sublimation type coating, rock wool, soluble silicate fibre, calcium silicate board, etc. The technical characteristics of the materials are analysed, which may be for reference in the design and construction of offshore platforms.

Key words:offshore platform; fire protection material; passive fire protection; fire rating

0 前言

海洋平台极易遭受火灾的侵害。火灾一旦发生，在油气燃烧所产生的高温作用下，将很快引起海洋平台结构失效，给整个海洋平台及人员的安全造成极大危害[1-3]。海洋平台防火的目的主要是[4]：保护人员的生命和财产；防止生态环境遭受破坏。海洋平台的防火技术可分为主动式防火和被动式防火。其中被动式防火主要是通过燃烧时具有隔热作用的非金属防火作用，延迟和减缓火灾对海洋平台钢结构或防火分隔以及其它重要设备的破坏和危害，使得人员的安全能够得到最大保障。

1 海洋平台的防火等级要求

根据有关海洋平台安全的标准规范来归纳[4，5]，海洋平台的防火主要有以下3方面的内容和要求：

1) 防止承重结构件钢材的温度超过400℃，也就是取钢材的屈服强度折减系数为0.6的这个温度为海洋平台承重结构防火的临界温度。

2) 阻止热的传递，使得热量通过舱壁（包括甲板、天棚和其它的一些通道）时，其背火面的平均温度增加不超过140℃和最高温度增加不超过180℃。

第一作者简介：石明伟，男，研究员，1960年生。从事船

舶和海洋工程的防腐防护技术及非金属材

料应用研究工作。

3) 对采油和油气生产过程中的容器、管道和阀门的温度进行限制（这个临界温度通常由设计者或使用者来决定），以确保这些设备的安全。

对于海洋平台的防火来说，通常需要用一个给定的等级来表示。该防火等级包含了2层意义。一是防火试验所模拟的火灾燃烧的类型，即防的是那一类别的火灾。针对海洋平台的防火试验有3种类型：

1) “A”级（cellulosic fire）标准防火试验，这种燃烧升温是模拟棉制品、纸张、木材在燃烧时的温度变化而作出的时间温度曲线。这种防火试验温度上升比较缓慢，在第60min时的温度比原始温度增加925℃。

2) “H”级（hydrocarbon fire）碳氢火防火试验，是模拟碳氢类燃料的燃烧，一种比标准防火试验的升温要快和猛烈的燃烧试验。在4min时温度就可达到900℃，在第30min时温度可达到1100℃，并一直维持这个温度直到试验结束。这种防火试验在1970年代开始被应用于海洋平台上，近年来已成为海洋平台防火的主要试验标准。

3) “J”级（jet fire）喷射火防火试验，是由泄漏的高压碳氢气剧烈燃烧形成喷射火。这种燃烧在数分钟内温度可达到1200~1300℃[6,7]。“J” 级喷射火防火试验是由于发生在1988年Piper Alpha海洋

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平台的火灾后而进行研究得出的防火试验方法[8]。英国从1990年开始实施，并逐步在其它国家的海洋平台上应用。

3种不同等级要求的防火试验升温曲线如图1所示。

图1 防火试验升温曲线

海洋平台防火等级的另一层含义是在规定的试验时间内结构不遭受破坏，同时在规定的一个临界极限温度下能持续的时间。如在60min 内不超过所规定的温度，即称作60级。把防火试验类型和防火时间结合起来就是一个完整的防火等级，如“H120”级即表示为在碳氢火燃烧的防火试验条件下能在120min 内不超过所规定的临界温度。

2 海洋平台防火材料使用的基本要求

对于海洋平台的防火,早在1970年代就得到了很大的发展，文献[9,10]对此都有专述。特别是1988年英国北海油田的Piper Alpha 海洋平台的一场大火使167人失去了生命[11]

，更引起了世界各国对

海洋平台防火的高度重视。一些要求更高的防火等级被提出，并在防火技术和防火材料上都有了很大的发展[12,13]。

用于海洋平台上的防火材料的基本要求是不燃材料，另外以下几点也是需要考虑的：

1) 所使用的防火材料要在海洋平台结构困难复杂的场合下容易施工。

2) 所使用的防火材料无论是在施工前、在施工时还是在施工完成后都不能对人体有危害。

3) 所使用的防火材料应具有长效性，能长期处在海洋环境下而不减弱防火效果。

4) 所使用的防火材料应容易进行维护和修补。

但是有一些材料的使用会产生一些问题，如有机树脂类的膨胀型涂层和升华型涂层并不能够满足不燃材料的规定，而且这种材料暴露在燃烧的火中会产生有害气体。但是这类材料在使用时又具有很多的优越性能，如施工方便，有良好的耐候性和抗化学性等。因此对这类材料的使用作出了一些限定，在生活模块和工作场所要限制使用，而一般是在无人区

域或敞开的及通风良好的区域才能进行使用。

3 海洋平台防火材料的应用

3.1 水泥蛭石涂层

水泥蛭石涂层是早期海洋平台建造中最常用的防火材料。这种涂层以水泥为凝结材料加上轻质的具有层状孔隙结构的蛭石混合而成。水泥蛭石凝胶

涂层不会因燃烧而产生烟雾和毒气，因此对人员没有危害。水泥蛭石涂层主要用在海洋平台飞溅区及飞溅区以上的钢质承重结构梁上。用于海洋平台结构防火上的水泥蛭石涂层的容重在500~ 550kg/m 3，50mm 厚的涂层能满足“H120”级的钢结构件防火要求。 但是水泥蛭石涂层相对比较笨重，在小截面上的水泥蛭石涂层施工困难。另外涂层结合强度比较低、不耐碰撞，逐渐被其它防火涂层所取代。 3.2 膨胀型涂层

膨胀型涂层主要应用在海洋平台对承重结构和油气存储设施的防火上。海洋平台所用的膨胀型防火涂层通常是以环氧树脂为基本材料，再加上遇热时能膨胀的助剂。膨胀型防火涂层在受到燃烧高温热量时，涂层中的发泡性成分即受热分解能迅速膨胀形成空隙状的炭化层，从而在火焰和被保护的基材之间筑成一道热屏障，来延缓钢结构基材的表面温度上升。14mm 厚的环氧树脂膨胀型防火涂层能满足结构因子（Hp/A ）为140的钢结构件的“H120”级防火要求。

环氧类涂层具有很好的耐海洋环境、耐久性和耐候性，并且对钢结构件具有很好的附着力，同时涂层厚度薄，使得它们适合于在海洋平台上的应用。环氧树脂膨胀型防火涂层除了防火作用外，还能够起到防腐和装饰作用。环氧树脂膨胀型防火涂层采用的涂装工艺与普通的环氧涂层基本相似，只不过在涂层比较厚的时候需要加上金属网或碳纤维网来进行固定。

由于环氧膨胀型防火涂层遇火会挥发出有害气体，因此不能作为生活区域和防火分隔的应用。 3.3 升华型涂层

0 20 40 60 80 100 120

时间/ min

“H ”级升温曲线

“A ”级升温曲线

“J ”级升温曲线 1500

1200

900

600

300

温度/ ℃

海洋平台防火材料的应用65

升华型涂层也是应用在海洋平台对承重结构和油气存储设施的防火上。升华型涂层在遇到火燃烧的热量时，会吸热从固态直接升华为气态。由于物质在升华时会吸收大量热量，并形成气体从燃烧热量相反的方向散发，从而起到阻碍热量传递的作用。

升华型涂层的防护性能与各种组份的升华温度、涂层厚度、燃烧强度及作用时间有关。海洋平台所使用的升华型防火涂层也是以环氧树脂为基本材料。根据升华型涂层自身特性，一旦受火灾作用超过其极限时间，所有的有机材料都会被消耗掉而失去防护功能。升华型防火涂层最适合用在海洋平台油气存储设施上的防火，用6mm厚的升华型涂层可达到与60mm厚的水泥蛭石涂层同等的防火效果。升华型防火涂层用作海洋平台钢结构防火时，6mm厚度的涂层能达到“J60”的防火等级。

环氧树脂基升华型涂层的技术特点和施工工艺都与环氧树脂膨胀型防火涂层相类似。与环氧树脂膨胀型涂层一样, 由于升华型防火涂层遇火会挥发出有害气体，因而不适合应用于生活区域和防火分隔上。

3.4岩棉

岩棉制品是以优质的玄武岩为主要原料，经高温熔融后，由高速离心设备制成直径在10 m以下的无机纤维。再加入适量的酚醛树脂粘结剂和防潮硅油，即可制成岩棉制品。高温岩棉能耐900℃以上，短时能耐1100℃。在海洋平台上也可以用作“H”级的防火绝热材料。如使用容重为150kg/m3、总厚度为150mm的高温岩棉毡贴覆在舱壁钢板上并用碰钉固定，可以达到“H120”级的防火分隔要求。

3.5 可溶性硅酸盐纤维

目前较多使用的是一种含有钙、镁元素的可溶性碱土金属硅酸盐纤维，在国外称作AES。主要化学成分是SiO2、MgO和CaO，和岩棉有点类似。与岩棉相比，它的隔热性能和耐高温性能更好些。该材料的使用温度在短期内可承受1260℃的高温，非常适合用作“H”级防火分隔的绝热材料，因此它是在海洋平台上用作“H”级防火分隔中的一种很有发展前途的绝热材料。用厚度(38mm+50mm)、容重为128kg/m3再加上厚度38mm、容重为96kg/m3的可溶性硅酸盐纤维贴覆在舱壁钢板上并用碰钉固定，可以用作为“H120”级的防火分隔。

另外，可溶性硅酸盐纤维还可以和其他材料进行复合，用作海洋平台的储油容器、管道的防火保护等。

3.6硅酸钙板

硅酸钙板过去在船舶的“A”级防火分隔上进行使用。硅酸钙制品是以硅藻土等硅质材料和消石灰等钙质材料为主要原料，再加入适量的纤维增强材料，经制浆、成型、蒸压养护、贴面处理等工序制成的一种绝热材料。

在海洋平台上，硅酸钙板主要作为高等级的防火分隔独立围壁板来应用。用芯材容重为300 kg/m3、厚度为96mm的硅酸钙板，表面用0.7mm 厚钢板贴覆的复合板做成的独立围壁，可以用作“H120”级的非承重防火分隔。

4结语

综上所述，在海洋平台的建造过程中，对防火材料的应用是必不可少的。通过论述提出以下几点建议：

1) 在海洋平台承重结构件的防火技术上，目前主要采用的是有机树脂类的涂层，但是不够环保，一旦遭遇火灾时会释放出有毒有害气体，因此希望能使用既无毒不燃同时效率又高的防火涂层。

2) 还需要研究开发出更新型和先进的防火材料，如轻质高效的绝热材料，减少防火分隔的绝热层厚度和减轻绝热层重量。

3) 从工艺上进行研究，使得所应用的防火材料能得到最佳的防火效果。

虽然目前有新颖的海洋平台防火材料正在研制和试用中，但还是存在着一些问题，如无机型膨胀防火涂层的防火效率低，气凝胶绝热材料的成本非常高。因此还需要做好一些前沿性的研究和技术准备，以满足海洋平台建造中不断提升的防火要求。

【参考文献】

[1] Tony Paterson.Offshore Fire Safety[M].London:Tulsa

Oklahoma:Pennwell Publishing Co, 1993.21-37.

[2] Ravichandra Pula, Faisal I Khan, Brian Veitch, and Paul R

Amyotte. Revised fire consequence models for offshore quantitative risk assessment[J]. Journal of Loss Prevention in the Process Industries,2005 18: 443-454 .

[3] Hallie Ephron Touger. NFPA and the offshore oil industry

are helping to resolve dueling federal fire safety standards[J]. NFPA Journal.Sup/Oct 2001:47-50.

[4] ISO 13702-1999.Petroleum and natural gas industries-

Control and mitigation of fire and explosions on offshore production installations –Reruirements and guidelines[S].

66 上海造船2010年第1期

[5] DNV-OS-D301 (2005). Fire Protection[S].

[6] A Selby, B A Burgan.Blast and Fire Engineering for

Topside Structures - Phase 2, Final Summary Report[R].

The Steel Construction Institute, UK, SCI Publication No

253, 1998.

（下转第68页）

海洋平台的安全性与规范设计【开题报告】

开题报告 船舶与海洋工程 海洋平台的安全性与规范设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： 最近几年，我国海上石油开采已从近海浅水走向深海.未来5 年~10 年内，我国海洋石油的开采水深有望达到500 米-2000 米.由于导管架平台和重力式平台自重和工程造价随水深大幅度增加，已经不能适应深水海域油气开发的要求.因此，研究、发展深海采油平台的有关技术势在必行. 而深海石油平台的设计，建造及相关技术是深海油气资源开发中的关键技术之一，及早了解和和掌握国外深海平台的建造和使用情况，探讨国外深海平台设计和使用中积累的经验和存在的问题，对我国海洋油气开发具有重要意义。 对深水开采，钢质导管架平台的造价会随水深增加而急剧增长，以致增加到在经济上不可行。这就促使我们在深海开发中使用新的结构形式，如混凝土结构和浮式结构。典型的浮式结构是FPSO，半潜式平台，张力腿平台（TLP）和SPAR平台。 海洋平台结构复杂，体积庞大，造价昂贵，特别是与陆地结构相比，它所处的海洋环境十分复杂和恶劣，风、海浪、海流、海冰和潮汐时时作用于结构，同时还受到地震作用的威胁。在此环境条件下，环境腐蚀、海生物附着、地基土冲刷和基础动力软化、材料老化、构件缺陷和机械损伤以及疲劳和损伤累积等不利因素都将导致平台结构构件和整体抗力的衰减，影响结构的服役安全度和耐久性。另外，操作不当、管理不当等人为因素也直接影响海洋石油平台的安全性。随着对海洋平台复杂性的深入了解，造成了重大的经济损失和不良的社会影响。例如，1965年英国北海的“海上钻石”号钻井平台支柱拉杆脆性断裂导致平台沉没；1968年“罗兰角”号钻井平台事故；1969年我国渤海2号平台被海冰推倒，造成直接经济损失2000多万元；1997年渤海4号烽火平台倒毁；1980年北海Ekofisk油田的Alexander L Kielland 号五腿钻井平台发生倾覆，导致122人死亡；以及2001年巴西油田的P-36平台发生倾覆。 1982年7月交通部烟台海难救助打捞局，经过一年多的努力，将“渤海2号”沉船分割成10大块打捞上岸。主甲板上共有10个通风筒，其中，泵舱的四个通风筒—两个进风风筒和两个排风风筒，全部被风浪打掉。事故分析报告给出三个主要原因，原因

浅谈海洋石油钻井平台安全生产管理(标准版)

( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 浅谈海洋石油钻井平台安全生 产管理(标准版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.

浅谈海洋石油钻井平台安全生产管理(标 准版) 和平年代，人们最关注的问题是什么？应该是安全问题。安全需要是人类生存和发展中仅次于生理需要的基本需要，在中国现阶段，生理需要基本得到满足的条件下，人们更加关注安全问题应该是顺理成章的。而安全问题在生产领域尤为突出，在此，笔者结合自身多年的工作经验，蜻蜓点水般谈谈海洋石油平台的安全生产管理。 海洋石油钻井平台用于海洋石油的勘探与开发，是一条特殊用途的船舶，因此除了要配备作为船舶的几乎所有系统(如动力系统、锚泊系统、起浮压载系统、通信系统、消防系统等)与设施（如救生设施、生活污水处理设施、油污水处理装置设施、垃圾处理设备设施等）外，还要配置满足其特殊功能专业系统装备，如钻井要用到

钻井绞车、顶驱、泥浆泵；处理泥浆需要配浆设备（配浆漏斗、配浆泵、搅拌器）、三除设备（振动筛、除砂器、除泥器、除气器）；物体吊运需要用到各种起重设备如吊机、行车、铲车、气动和手拉葫芦；井控需要防喷器、导流器；监控检测需要硫化氢检测设施、摄像检测设备、泥浆池液面检测设备；对于半潜式或浮式平台还需要升沉补偿器、张紧器等设备系统。整个钻井作业过程还要涉及到录井、测井、下套管、固井等花样繁多的作业，这其中使用或设计到的设备设施更是五花八门。以上所列举的设备中有起重设备、锅炉、压力容器、压力管道等国家法律规定的特种设备；对于有的设备的使用和操作还需要起重工、电工、电焊工等特殊工种；在设备上或作业过程中还要用到危险化学品，如电气焊用到的氧气乙炔、防喷器控制系统和泥浆泵中要用到氮气以及试油时点火用到的液化石油气等压缩气体和液化气体属于危险化学品中的第二类，处理井底事故时爆炸松扣或爆炸切割工艺要用到的爆炸品属于危险化学品中的第一类，配置泥浆中用到的烧碱和蓄电池中用到的酸或碱液属于危险化学品中的第八类腐蚀品。其它几类危险化学品在平台上也

海洋平台介绍

国际浮式生产储油卸油船（FPSO）发展态势: FPSO（Floating Production Storage and Offloading）浮式生产储油卸油船，它兼有生产、储油和卸油功能，油气生产装置系统复杂程度和价格远远高出同吨位油船，FPSO装置作为海洋油气开发系统的组成部分，一般与水下采油装置和穿梭油船组成一套完整的生产系统，是目前海洋工程船舶中的高技术产品。 韩国船企对FPSO建造具有较强规模效应。如现代重工专门建有FPSO海洋项目生产厂，已交付了6艘大型FPSO；三星重工手中持有5艘大型FPSO订单；大宇造船海洋工程公司则是全球造船企业中建造海上油气勘探船最多的企业，2005年承接海洋项目设备订单计划指标是17亿美元。据海事研究机构（DW）预计，未来5年内FPSO新增需求将会达到84座，投资额约为210亿美元。 FPSO主要技术结构表： FPSO主要技术结构 FPSO主要结构功能 系泊系统：主要将FPSO系泊于作业油田。FPSO在海域作业时系泊系统多采用一个或多个锚点、一 根或多根立管、一个浮式或固定式浮筒、一座转塔或骨架。FPSO系泊方式有永久系泊和 可解脱式系泊两种； 船体部分：既可以按特定要求新建，也可以用油轮或驳船改装； 生产设备：主要是采油和储油设备，以及油、气、水分离设备等； 卸载系统：包括卷缆绞车、软管卷车等，用于连接和固定穿梭油轮，并将FPSO储存的原油卸入穿梭 油轮。其作业原理是通过海底输油管线把从海底开采出的原油传输到FPSO的船上进行处 理，然后将处理后的原油储存在货油舱内，最后通过卸载系统输往穿梭油轮。 配套系统：在FPSO系统配置上，外输系统是其关键的配套系统。 FPSO主要优点随着海洋油气开发、生产向深海不断进入，FPSO与其它海洋钻井平台相比，优势明显，主要表现在以下四个方面： （1）生产系统投产快，投资低，若采用油船改装成FPSO，优势更为显著。而且目前很容易找到船龄不高，工况适宜的大型油船。 （2）甲板面积宽阔，承重能力与抗风浪环境能力强，便于生产设备布置；

海洋石油平台的防腐蚀

海洋石油平台的防腐蚀 一、海洋石油平台的腐蚀状况 海洋石油平台的绝大多数是用钢铁建造的。随着海洋石油工业的发展，用于开发海洋石油的平台有多种多样，既有简易的单柱平台，也有用钢量达万吨以上的巨型平台。大型平台的构造相当复杂，具有多种作业功能，造价也十分昂贵。这些平台一般都放置在离岸较远的海域里，而且多数是固定安装的。因此，它们不能像船舶那样进行坞修，维修十分困难。为了确保石油开采作业的顺利进行，保证作业人员的安全和保护环境，进行海洋石油开发的国家政府和油公司，都付出了巨大的努力来防止平台破坏。 导致平台破坏的原因有各种各样，但大多数来自海洋环境对平台的作用。这此作用可以归纳为作用力和腐蚀。腐蚀除了直接使平台构件壁厚减薄和局部出现深坑乃至穿孔，大大地降低平台的强度储备以外，它还会和交变的外力共同作用，造成平台构件的腐蚀疲劳，引发平台构件开裂，招致严重事故。设计平台时，对可能遇到的环境作用力极值都作了充分的考虑。在建造和安装中，对材料和施工质量有严格的检验。因此，防止平台破坏的重要责任，便落在了防腐蚀工作者的肩上。 海洋石油平台钢铁设施的腐蚀机理与状况和其他海洋钢结构大致相同。但远离海岸的石油平台遭受的腐蚀环境更恶劣，而且各区域间的构件由于环境条件的不同，会形式宏观腐蚀电池，使得平台整体所受到的腐蚀和单独处于各区域钢铁的腐蚀，有明显的不同，设施的维护和修复也更困难。下面对石油平台金属在海洋环境中腐蚀情况作一些补充说明。 1、海洋大气区 海洋大气中钢铁的腐蚀速度比内陆大气中要高4~5倍。在天津塘沽岸边的大气

挂片表明，碳钢的年腐蚀量为0.04㎜。渤海海中平台的实测腐蚀量超过0.1㎜/a，有的达0.2~0.3㎜/a。 2、飞溅区 不少资料都指出，碳钢在飞测区的腐蚀量达到甚至超过0.5㎜/a。渤海使用10年的钢质平台，曾测得飞溅区的腐蚀速度约0.45㎜/a，并且有不少深度2㎜以上的蚀坑。当海浪拍击平台构件表面时，混在海水中的气泡冲击构件表面，对它们的保护层有很大的破坏力。在设计飞溅区涂层时，应特别注意。 3、潮差区 海洋石油平台是贯穿海泥至大气的连续钢结构，其腐蚀特征有别于单独处于各区域的钢铁。单个挂片的碳钢腐蚀速度，潮差区比全浸区要高1~2倍，而上下连续的平台结构，在潮差区受到的腐蚀却比全浸区要轻一些。有的设计者把潮差区并入飞溅区考虑，这并不意味着潮差区的构件受到的腐蚀程度和飞溅区一样严重，而是考虑到施工、维修以及阴极保护效果等因素的影响。 4、海水全浸区 在防护措施不完善的平台上，海水全浸区发生腐蚀有时会导致严重的后果。例如渤海4号平台，在使用12年后的一次检测中，在低潮位附近发现了多处构件被腐蚀穿了的孔洞。全浸区中钢铁的腐蚀速度，一般为0.1~0.2㎜/a。 5、海底泥土区 海底沉积物是很复杂的介质，不同海区海泥对钢铁的腐蚀会有所不同，尤其是有污染和大量有机物沉积的软泥，需要特别加以注意。一般认为，由于缺少氧气和电阻率大等原因，海泥中钢铁的腐蚀要比海水中轻得多，在深层土壤中更是如此。在与海水交界的浅层泥中，也会发生如同低潮位附近那样的氧浓差电池腐蚀。

浅谈海洋石油平台电气设备防爆措施

浅谈海洋石油平台电气设备防爆措施 发表时间：2019-01-16T11:24:27.200Z 来源：《电力设备》2018年第26期作者：薛成平 [导读] 摘要：近年来，随着我国海洋石油事业的发展，各种海洋设备数量逐渐上升。 （中国石油集团海洋工程有限公司天津分公司天津塘沽 300451） 摘要：近年来，随着我国海洋石油事业的发展，各种海洋设备数量逐渐上升。这其中尤其是以电气设备为主，并且是确保海洋作业安全的关键点之一。随着全社会对安全意识的提高，人们对机械电气设备的安全因素的考虑也逐步加强，海洋石油平台是一个特殊的作业环境，活动范围相对封闭，作业过程中人和设备会触及到易燃易爆性气体，故石油平台电气设备的防爆性能和防爆措施就显得格外重要。 关键词：海洋平台；电气设备；防爆措施 一、电气设备防爆区域的划分 1、爆炸是物质由一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量，同时产生具有声响的现象，是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程。爆炸必须具备的三个条件：（1）爆炸性物质，（2）空气和氧气，（3）点燃源。 2、爆炸区域的划分： 1)爆炸性气体环境：0区：爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。1区：在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所。2区：在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所。 2)可燃性粉尘环境：20区：在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。21区：在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区的场所。 二、海洋平台电气设备的使用 海洋平台电气设备的应用结合外部环境因素及应用条件进行综合考虑分析。海洋平台电气防爆设备不完全都是防海浪、风雨设备。其结构和外壳还要充分适应周围的环境。相关规定曾指出，不同电气设备的外壳防护都有明确的规定。而防爆设备的使用条件包括：船舶电源、电压及频率的波动。船舶电网的波动幅度较大也比较频繁，按照相关规定，交流电压的电网电压波动要达到+6%-10%。 三、海洋平台防爆电气设备的分类 海洋电气防爆设备一般有以下几种类型： 1、增安型：此型号的电气设备在结构和类型上都有很大安全保障，在运行过程中不会出现电弧、火花等带有爆炸型危险因素的存在，降低了爆炸的可能性。 2、本质安全型：在海洋平台电气设备运行过程中利用限制电流和电压等方法，即使在发生故障都不会出电火花和热效应，因为点燃爆炸性气体没有达到爆炸的规定范围。 3、隔爆型：此类电气设备实现隔爆是通过对止内部零部件点燃外部爆炸性气体的外壳进行阻止。隔爆外壳的机械强度十分强，爆炸时所造成的冲击和压力都可以承受，外壳的各个结合面的配合间隙都很小，间隙内部的火焰向外壳外部传递能够得到阻止。 4、正压通风型：外壳内部之所以接受不到外部易燃、易爆气体的冲击，则是因为正压通风型设备通过采取措使外壳内部在接受大气时产生了一定的正压，以此来达到防爆的目的。 5、防爆冲砂型：防爆充砂型电气设备与防爆充油型防爆电气设备相似，前者是将所有的带电零部件都放置于细颗粒装的填充物，使不会产生电弧或电火花点燃外部爆炸性气体。 6、防爆充油型：电弧的零部件可以通过此电气设备都沉浸在油中，之后通过其他技术手段来保护不产生电弧的所有带电零部件，以此来阻止点燃油面上可能存在的爆炸性气体。 四、海洋平台防爆电气设备常见的安全隐患 1、选型错误 防爆电气设备应该根据不同的危险等级和类别来进行选型，一般在对平台的检查的过程中发现错误较多的地方则是在系统中部分电气设备选型方面。如在爆炸性气体环境采用粉尘环境用设备，Ⅱ类环境采用I类设备，上述都是典型的选型错误。所安装环境如果不能配备正确的设备，有效防爆的目的则不能完成。 2、防爆电气产品本身存在安全隐患 比如防爆电气设备外壳出现破损现状，防爆电气产品铭牌缺失或者模糊不清，防爆增安复合型产品的隔爆腔和接线腔的隔离密封填料不符合要求。 3、设备使用不当造成的安全隐患 在对用于爆炸危险性环境中非防爆电气设备检查过程中，常常发现危险区域现场施工人员使用的手工具、温湿度传感器、仪表、电动工具等都是非防爆电气设备。而在危险区域使用上述物品会导致直接构成安全生产隐患，严重造成人员财产双亡。 4、使用防爆电气设备未经批准 海洋平台电气设备中的防爆设备往往的使用的过程中工作人员未能按照相关标准来操作，有些甚至对设备擅自更改。如将光源换成更大功率的，设备的温度组别就会受到影响，如果最高温度组别高于周围环境，此光源很可能会成为引爆周围环境因素，成为爆炸点，造成爆炸事故，后果不堪设想。 5、防爆电气设备隔爆间隙超差 考量隔爆型电气设备的重要参数之一则是隔爆型电气设备的隔爆间隙，也是保证设备不传爆的重要因素之一。隔爆型电气设备在海洋平台上由于采购验收程序不够规范，存在大量漏洞，尤其在后期使用过程中环境的间接影响，使隔爆间隙超差成为海洋电气设备防爆中最常见的问题之一。 6、防爆型电气社设备隔爆面严重锈蚀 海洋平台电气防爆设备中最常用的就是防爆型电气设备，而影响设备隔爆型能的关键因素在于隔爆面的粗糙度和清洁度。设备在很大程度上会因为严重腐蚀的隔爆面而失去防爆性能，海洋平台上隔爆面腐蚀缺乏正常维护，长此以往也成为设备出现的问题之一。

海洋平台的设计及建造施工

第四章海洋平台的设计及建造施工 第一节平台结构设计的一般步骤 海洋平台的结构设计首先是根据平台作业海域的环境条件、海底土壤特性、平台的使用要求、安全性、营运性能、建造工艺和维护费用以及业主的期望等选择平台的结构型式方案。由于平台长期固定或系泊于特定的海域中作业，它不像一般船舶那样，遇到大风浪可以避航，因此，在结构设计中正确的确定海洋环境条件显得非常重要。海洋环境条件一般包括海域的水深、风暴、波浪、海流、潮汐、海底冲刷和滑移、冰情和地震等。这些海洋环境因素对平台的安全和作业效率有极大的影响。 为了设计出满足各项设计条件，同时经济性能优良的平台结构，往往需要选择多种方案进行分析比较，最后选定最佳的方案。因此平台结构设计实际上是一个逐步逼近或试探的过程，例如挪威阿柯（AKER）集团设计的“阿柯—H3”号半潜式平台就选择了A至H的8中方案进行分析、筛选，最后选定了H方案中的第3种修改方案，平台也因而取名为“阿柯—H3”。 一般初步选定一种结构型式，确定平台主要尺寸，具体进行总体布置后，如果是移动式平台则需要进行运动性能和稳性的分析，倘若不满足设计任务要求和有关范围的规定，那么这种结构型式就要被淘汰。 为了进行结构安全性校核，需要进行外载荷计算、强力构件尺寸的初步确定和构件材料的选取等工作，最后进行结构的总体强度分析。外载荷计算包括确定平台的浮力、结构重量、平台的甲板载荷，由风、浪、流、冰、地震引起的环境载荷等，这些载荷直接影响着构件的布置、连接和尺寸的大小，是决定结构设计优劣的重要因素。对于固定式平台，还需进行桩基计算以及桩—土—结构相互作用的分析。平台的所有强力构件都必须符合规范的强度标准，否则应修改构件的尺寸和材料品种，直到满足要求为止。 在结构强度尺寸确定后应对在总体布置时估算的结构重量进行校核，看其与实际的是否一致，若相差较大还需要进行调整。 结构设计的最后一个阶段是局部节点结构设计，平台节点是重要的结构部位，它的强度和施工工艺往往直接影响平台总体结构的寿命。图4—1为平台结构设计的一般流程。

海洋石油机械防腐蚀技术分析及应用 邓辉

海洋石油机械防腐蚀技术分析及应用邓辉 发表时间：2019-09-10T14:34:14.063Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年11期作者：邓辉 [导读] 本文主要分析了海洋石油机械腐蚀原因，并在此基础上详细分析了海洋石油机械防腐蚀技术，以期可以为我国海洋石油机械防腐技术的提升做出贡献。 身份证号：41282619801115**** 摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也越来越迅速。我国的海洋石油资源丰富，而海洋石油开采机械设备在石油开采过程中会产生一些腐蚀性问题，对石油开采机械的使用寿命和使用效率有着非常重要的影响。因此，在海洋石油开采过程中要对海洋石油机械设备的防腐问题格外重视，一旦发现石油机械的腐蚀性问题，就要及时采取有效的措施去解决。下面来分析和探讨导致海洋机械发生腐蚀性问题的重要因素。 关键词：海洋石油；机械防腐蚀；技术分析；应用 引言 随着我国资源勘测工作的不断深入，能源问题得到了缓解，但是在开采资源储量巨大的海洋石油资源时，由于石油开采机械需要与水接触，导致机械设备腐蚀问题较为严重，为了保证石油开采纯度与石油开采量，做好海洋石油机械防腐工作是非常有必要的，本文主要分析了海洋石油机械腐蚀原因，并在此基础上详细分析了海洋石油机械防腐蚀技术，以期可以为我国海洋石油机械防腐技术的提升做出贡献。 1海洋石油机械腐蚀原因 在开采海洋石油过程中，由于原油中本身含有较多杂质，且石油开采含水量越来越高，因此，石油机械受到了多方面因素的影响而出现被腐蚀的不良情况，为了保证石油机械能够得到高效、安全的使用，在选择相应海洋石油机械防腐蚀技术前，就要全面了解造成海洋石油机械发生腐蚀情况的原因。 1.1氯化物造成的海洋石油机械腐蚀 氯化物是指石油原油中所包含大量水分中的盐分，在开采海洋石油过程中，由于海洋中本身氯化物占比较大，此时造成石油原油中存在氯化物成分，当企业使用石油机械开采石油过程中，就会受到原油中氯化物的影响而出现腐蚀问题。在使用石油机械开采原油时，开采企业通常所使用的机械设备会与原油中氯化物成分所接触，当二者发生表面接触时，就会造成石油机械发生程度较为严重的腐蚀。而一旦条件相对成熟，盐水即我们所说的氯化物就会分解成盐酸等属于酸性的物质，此时石油机械在与氯化物接触过程中就会发生化学反应，所产生的盐酸给海洋石油机械造成的腐蚀更为严重，在原油开采现场时，还容易发生原油开采事故，影响石油机械运行安全性与有效性。 1.2环烷酸造成的海洋石油机械腐蚀 目前，在海洋石油开采过程中，所开采的石油多以环烷酸为主，特别是在精制石油产品时，更容易产生环烷酸，它属于一种有机酸，由于该种酸性物质化学性质相对较强，当其与海洋石油开采机械接触时，就会导致铁材料所组成的石油机械受到严重腐蚀，其运行质量与安全性都会出现降低的不良情况。[1]在深入分析环烷酸后，我们可以发现该种酸性物质几乎不溶于水，而通常会溶于石油醚、乙醇、苯和烃类等物质中，因此当石油原油中含有环烷酸时，采用石油机械精制石油产品过程中就会与环烷酸发生反应，严重时还会造成石油机械中由铁材料所组成的元件发生断裂，此时石油机械安全质量得不到有效提升。 1.3硫化物造成的海洋石油机械腐蚀 基于对石油开采工作的详细分析，我们可以发现在开采石油过程中所开采的原油本身含有一定杂质，硫化物则是石油原油杂质中一项重要的组成部分，硫化物本身不会与石油机械发生反应，但是当硫化物这一杂质与海洋中的水结合后，会发生一系列化学反应，此时会生产硫化氢，硫化氢不仅是一种有毒的物质，能够溶于水，更容易溶于醇类、石油溶剂和原油中，同时硫化氢还是一种还原性较强的酸化物，能够与石油机械发生反应，造成石油机械出现腐蚀的不良情况。除此以外，由于硫化氢还具有较强的毒性，因而对石油开采人员还会产生较为严重的影响，既威胁着石油机械使用安全，也威胁着石油开采人员生命安全，因而在后期开采中需要提高对硫化物所造成海洋石油机械腐蚀原因的重视。 2海洋石油机械防腐蚀技术 目前，海洋石油机械的腐蚀问题非常严重，采取有效的海洋石油机械的防腐蚀技术是非常实际和迫切的。而我国目前在海洋石油开采机械的防腐蚀方面的技术有很多，常用的主要有将防腐材料涂抹于石油机械表面、电镀防腐、化学防腐以及缓蚀剂等。[2]以上这些海洋石油机械的防腐蚀技术是目前使用范围比较广的防腐蚀技术。下面分别分析海洋石油机械防腐蚀技术： 2.1防腐材料涂抹于石油机械表面来实现海洋石油 机械的防腐经过多次调查研究显示，很多海洋石油机械的腐蚀问题多在海洋石油机械的表面产生。结合这种常见的海洋石油机械的腐蚀问题，通常会采用在海洋石油机械的表面涂抹防腐蚀材料，以此来防止各类腐蚀物质来腐蚀海洋石油机械的表面。而现如今比较常用的海洋石油机械防腐蚀材料主要有环保耐酸防腐涂料和无机聚合物涂料这两种防腐蚀材料。[3]环保耐酸的防腐涂料能够和硫化氢等化学物发生化学反应，能够最大限度减少海洋石油机械的腐蚀性问题。而无机聚合物能够有效抑制和减少腐蚀石油机械表面的问题。此外，还可以运用一些防腐材料来覆盖海洋石油机械的表面，以此来抵抗石油机械表面的腐蚀问题。如将沥青涂抹于石油机械表面就是目前非常有效的防腐蚀方法。 2.2电镀防腐 电镀防腐蚀解决海洋石油机械表面腐蚀问题的重要技术。通过在海洋石油机械的外面电镀钨合金或者运用管接箍的方法来将酸化物与石油机械表面隔离，以此起到海洋石油机械防腐的作用。 2.3电化学技术防腐 电化学防腐蚀技术是比较强的一种防腐技术。[4]电化学防腐技术在具有足够电流的基础上，运用电流将海洋石油机械表面的电子进行转移，这样能够有效消除或者控制海洋石油机械的腐蚀性问题，减少或者降低化学物质来腐蚀石油机械表面的腐蚀性。

海洋钻井平台防腐涂装方案

海洋钻井平台防腐涂装方案 一. 海洋钻井平台采用的有机涂料防腐方法海上钻井平台涂料，在品种与长效船舶涂料有很多类似之处，海洋平台涂料保护的具体要求是：涂料与钢材表面及各道涂料之间有良好附着力，老化性能好，耐盐雾性能好，耐海水性能好，能形成适当弹性的涂层，满意的表面处理、油漆涂装和固化条件， 以及能与阴极保护配套使用等。又海洋平台涂装面积大，一般海洋钻井平台在100000平方米以上，而且从维修的观点，要求涂料使用周期越长越好。涂装配套根据腐蚀部位海洋钻井平台可分三个部位：大气区、飞溅区和全浸区。 1．海洋平台大气区的涂料保护大气区是平台腐蚀较轻微的部位，比其他部位维修方便些，但比船舶与岸边的结构还是困难得多。所选用的涂料品种亦采用高性能的。一般的涂装配套是：道数涂层干膜厚度涂层结构 1 无机锌底漆75μm 2 冷固化环氧中间漆200μm 2 丙烯酸聚氨酯面漆60μm 合计 5 335μm 2．海洋平台飞溅区的涂料保护飞溅区是海洋平台结构腐蚀最严重的区域，它经受海洋大气与海水浸渍的交替作用，海浪与冰块的冲击，锚链和水面飘浮物体的磨损，以及其它工作辅助船停靠的碰撞与摩擦。而且飞溅区在维修时表面处理进行喷砂与涂装非常困难，因此平台飞溅区的涂装设计必须考虑今后维修与涂装的方便，并适当地对钢材厚度增放一定的腐蚀余量，必须采用

高性能涂料。一般的涂装配套是：道数涂层干膜厚度涂层结构 1 无机锌硅酸盐底漆75μm 4 厚浆型环氧沥青涂料500μm 合计 5 575μm 3．海洋平台全浸区的涂料保护海洋平台全浸区的腐蚀速度比大气区严重，但比飞溅区要轻得多。海洋平台全浸区一般采用阴极保护或涂料与阴极保护的联合保护，而很少单独采用涂料保护，原因是目前防锈、防污涂料使用期限最长为5－8年左右，不可能成为海洋平台永久性的保护涂层。一般涂装配套（外加牺牲阳极保护）是：道数涂层干膜厚度涂层结构 1 无机锌底漆70μm 2 氯化橡胶防锈底漆100μm 2 防污漆200μm 合计 5 370μm 二. 海洋钻井平台采用的锌加防腐方法海洋钻井平台是海洋设施中既庞大又复杂的钢铁结构物，造价很大。一般平台要求使用期限为30－50年，并且又处于海洋恶劣环境，而且固定式平台不能象船舶一样进坞修理。因此防止海上钻井平台的腐蚀，对平台的使用与安全是一件十分重要的任务。目前海洋钻井平台钢结构常用的防腐方法是采用有机涂料配套系统（在全浸区一般采用阴极保护或涂料与阴极保护的联合保护），采用有机涂料配套系统虽然价格便宜但不能为海洋钻井平台钢结构提供长期防腐效果，同时将来维修困难，为了延长海洋钻井平台使用期限向业主和设计院推荐一种比利时ZINGAMETALL公司生产的特殊镀锌系统

第一章-海洋石油自动化控制系统

第一章海洋采油自动化控制系统 海上油田一般考虑的自动控制总体设计方案有以下几种： 一、以现场显示、就地控制为主的方案 仪表选型以气动和就地式仪表以及现场控制盘为基础。该方案的特点是投资少，安全可靠性高，对操作人员技术水平要求低，安装和维护工作量大，系统扩展性差。适用于井数少、产量不大的采油平台。 二、就地控制与集中控制相结合的方案 1、方案1 仪表选型以气动和电动仪表为基础，集中监控由控制室模拟仪表实现。该方案的特点与“以现场显示、就地控制为主”方案差不多。增加集中控制，给生产管理带来方便。采用电动仪表后信号传输速度高，电缆安装比气管线的安装简单容易。控制室用模拟仪表盘对现场各种参数进行显示、记录、报警和控制，减少了现场操作人员。但该系统灵敏性、扩展性差，仪表盘占用空间较大。现场接到控制室的电缆较多，工作量大，该方案适合井数少，产量较大的平台。 2、方案2 仪表选型以气动和电动仪表为基础，集中监控使用微处理机的监控装置来实现。该方案的特点在于集中监控所采用的设备与方案1不同。监控装置包括多个现场终端和控制室的计算机系统，现场终端以微处理机为核心。这种方案使系统的扩展和修改比较易行。它比较灵活，功能也强，能收集现场各种参数集中显示，还能进行数据处理和打印报表，也可根据需要在控制室内操纵现场电机、泵、阀的启停和开关。通过通讯装置还能与其他平台和岸上终端基地的计算机实现联网、进行数据交换和遥控。监控装置占用空间小，现场到控制室的电缆数量少，装置还具有自检、自处理功能，维护较为方便。但要求操作人员的技术水平高。 三、分散控制集中方案 仪表选型以电动仪表为基础，采用以微机为核心的集散装置分级控制和管理。该系统充分发挥计算机的特长，对于规模大的海上油田自动化管理和无人值守平台的实现提供了前提。 在没有开发某一具体油田时，很难说采用哪一种方案为最佳。不同的方案，采用的仪表装置差异很大。一般认为方案2最为适当，这是因为这一方案有较大的仪表覆盖性，可靠性也较高。 对平台上独立性较强或自成体系的工艺和公用系统均设置了现场控制盘。这些现场控制盘大都是由基地式盘装和架装仪表及断电器组成，这些现场控制盘承担对本系统的各种参数如温度、压力、液位、流量的指示和控制以及对本系统突发性事故或当人为出现某些误操作时进行应急保护。现场控制盘接收中控盘的关断指令，同时把状态信号、公共报警信号传送给中控盘。 1

海洋钻井平台防腐技术的研究

海洋钻井平台防腐技术的研究 摘要：海洋钻井平台的防腐技术一直是海洋工程长期面临的一个问题，特别是 在钻井平台使用环境较为恶劣的地区，维护保养费用一直是笔较大的支出，维护 不好容易造成设备使用周期缩短，甚至导致生产事故。本研究提出了新型防腐技 术的应用，以期提高钻井平台的防腐蚀能力，延长其使用年限。 关键词：海洋钻井平台；防腐技术；研究 前言：海洋覆盖了地球表面的71％左右，当今世界，人类的生产生活离不开 海洋，海洋产业已经成为重要的经济支柱。在油气资源开发领域，陆地油气资源 逐年下降，海洋油气是未来发展的希望。海上平台是一种海上大型工程结构，其 钢结构长期处于高盐雾、高潮气、高速率腐蚀的海洋环境中，还要受到海水及海 洋生物的侵蚀。为了保证油气田生产的安全运行，做好海上平台的防腐工作十分 重要。 1海洋工程与腐蚀 海洋工程的实施过程非常的复杂，并且对于技术水平的要求较高，为保证海 洋工程顺利开展，需要对工程的安全性以及稳定性进行有力地保障，使其能够为 海洋石油开采工作奠定一个坚实的基础。 腐蚀作为现阶段我国海洋工程中所面临的最常见也是最为严重的一个问题， 受到了越来越多人的关注。腐蚀是由于金属材料受环境的影响，在化学或电化学 的作用下引起结构的变质和破坏，在钻井平台中使用的多半是钢铁材料，钢铁材 料属于铁基，在氧和水的作用下形成含水氧化物，这种腐蚀的产物通常称为铁锈。大气区、飞溅区以及内部、外部全浸区等是海洋钻井最常出现腐蚀现象的区域。 为解决容易发生腐蚀现象的这一问题，需要对海洋环境涂装系统进行不断地改进，为海洋工程涂装防腐设计的应用与发展奠定一个良好的基础。 2海洋钻井平台遭受腐蚀的原因分析 现阶段我国海洋钻井平台出现腐蚀情况的具体原因有以下几点： 2.1环境因素影响 海洋钻井平台设施的腐蚀主要分为四个区域：大气区、飞溅区，外部全浸区 和压载水舱（内部全浸区）等，外部全浸区也包括海底设施（采油树、管汇等）。大部分海洋钻井平台位于海洋石油平台设施水面以上的大气区，主要面临的就是 海洋环境（高湿度、高盐分、长时间阳光暴晒）带来的腐蚀，在海洋大气环境中 钢铁的腐蚀速率相比陆地要高出4~5倍，处于大气区的平台一般用涂层进行保护，相对其它区域维修比较容易，施工成本较低；少部分位于外部全浸区和压载水舱，在防腐措施不完善时容易受到海水环境（海水的深度、温度、溶解程度等）的影响，从而导致严重的后果，维修比较困难、维修作业有时需动用大型施工船舶， 维修作业成本巨大，处于全浸区和压载水舱的工艺管线一般用涂层加牺牲阳极进 行保护；极少数管线位于飞溅区，经常遭受潮汐和海浪的冲击以及海生物的侵蚀 和腐蚀，其腐蚀速率约为全浸区的3~5倍，在防腐措施不完善时发生的腐蚀程度 最为严重。 2.2流体介质因素 海洋石油平台流体介质中的多相组分如固体颗粒、微生物、海生物以及CO2，H2S、CL-等物质含量以及流体介质的物理特性（如温度、压力、流动状态等）是 导致海洋石油平台产生内部腐蚀的关键因素，根据流体介质性质的不同，内部腐 蚀的速率不一，危害程度也不同，危害严重的会导致工艺管线腐蚀穿孔、油气泄

半潜式平台的水动力及系泊系统性能研究

半潜式平台的水动力及系泊系统性能研究 海洋能源、矿产等资源的大力勘探和开采促使了海洋工程领域的蓬勃发展,而半潜式平台以其抗风浪能力强、适应水深范围广、装载量大等优点,成为了海洋资源勘探开发的主流工具之一。因此,对半潜式海洋平台进行水动力性能分析,计算平台在风浪流联合作用时的运动响应和系泊系统的张力响应,是尤为重要的。 本文以南海300米水深的某半潜式平台为对象进行水动力分析和系泊系统 性能研究,在此基础上探讨了半潜式平台运动响应的影响因素。论文的主要内容包括以下几个方面:1.在三维势流理论的基础上,利用ANSYS-AQWA软件,建立半 潜式平台的水动力模型,计算分析平台的水动力性能,获得了附加质量、阻尼系数、运动响应幅值算子和波浪力等水动力参数。 2.根据作业水深和半潜式平台的特点,将平台的系泊系统初步设计为8根对称布置的悬链线式系泊系统。再利用前章节计算的频域水动力结果,对半潜式平台和系泊系统在生存载况、作业载况,以及风浪流联合作用下进行时域耦合动力分析,计算了平台的响应历时曲线和系泊线的张力变化曲线。 3.进行模型试验验证研究,在频域和时域计算分析中各选取了一种典型工况,结合模型试验结果进行验证分析。分析表明,在规则波中仿真计算和模型试验结果吻合度很高。 在复杂工况的时域分析中,虽然二者之间存在一定的误差,但依旧能较准确 的预报出平台的运动响应和系泊性能。因此,利用AQWA仿真计算平台的水动力性能具有可靠性和实用性。 4.在上述研究的基础上,通过数值计算分析的方法,探讨了半潜式平台运动 响应的影响因素。计算模型仍旧为原半潜式平台,分别计算了不同重心高度、吃

水深度和是否带有垂荡板对平台运动响应的变化规律,为今后半潜式平台的优化设计提供一定的参考。 本文的研究内容对于使用AQWA仿真和模型试验来研究半潜式平台的水动力问题有一定的借鉴作用;同时,本文探讨的半潜式平台运动响应的影响因素,所得到结果对于半潜式平台的设计和结构优化具有一定的意义。

海洋石油平台电力组网工程同期技术应用研究

海洋石油平台电力组网工程同期技术应用研究 发表时间：2019-06-11T11:10:35.757Z 来源：《中国电气工程学报》2019年第3期作者：赵红涛[导读] 随着海上油田的滚动开发，海上电网规模的不断扩大，同期技术的应用将会越来越广泛，同期点的设置也会越来复杂。基于此，本文以某电网为例分析了海洋石油平台电力组网工程同期技术的应用。电网工程中在设计电气主接线时，当开关两侧出现不同源电源时需要设置同期点。海洋石油平台电力系统随着电力组网工程的日益发展，同期点已不仅局限于发电机出口、母线联络开关等处。海洋电网各电站中心在何处实现组网互联，减少并网冲击，如何设置同期点可 便于操作而又经济变得极为重要。 1电力组网的必要性 1.1平台间可互供电力、互为备用，减少事故及大型负荷启动备用容量，提高电网运行的经济性；同时增强其抵抗事故能力，实现事故情况下的相互支援，最终提高电站安全水平和供电可靠性，避免因电站平台出现问题造成整个平台供电的中断。 1.2能承受较大的冲击负荷，如注水泵、压缩机等冲击负荷，从而有利于改善提高电能质量。 1.3可减少备用机组数量，节省投资及运行维护成本。两平台可通过共享一台备用电站，从而节省投资及平台的占用空间。 2电网同期技术的重要性 电力系统同期并车三要素：频率、电压、相角。在电力组网工程实施前，海洋石油平台电力系统通常为放射性网络结构，即一个电站中心平台或FPSO设置若干台发电机组作为电站中心，通过变压器为低压400V、230V系统供电，或通过升压变压器、海缆为油田群内其他终端平台供电。该系统同期点一般设置于发电机出口断路器，同期功能由发电机控制系统完成；发电机设置为3台或以上时发电机出口母线及对应低压400V系统母线一般设置为双母线分段形式，在中、低压系统母联处设置同期点。以往同期功能通常由继电器或PLC实现，通过装置自动或人员手动调节发电机组电压与频率，在合适相角差角度(一般为±5°)内实现合闸并车操作。海洋平台实施电力组网工程后，电网通常由两、三个甚至更多的电站中心互联而成，仅发电机出口及母联开关具备同期功能显然无法满足电网操作的需求，必须在电站中心互联路径关键节点设置电网同期点，以完成各电站平台均已起机带生产的情况下电网的并车。而电网内进行同期操作时，由于同期点两端均已是具备一定规模的电力系统，为了减少并网的冲击应尽量减小合闸时两侧的相角差，以往的同期继电器或PLC控制的相角差±5°无法完美解决，因此建议在电网同期点使用准同期技术，安装准同期装置，实现0°相角差合闸，以保证电网的稳定。 3同期点的设置原则与方法 海洋平台电力系统实施电力组网后，多个电站中心互联，联网主线路双端各连接对应的电站中心，因此需考虑设置并网同期点。 3.1双向供电回路。同期点设置的首要原则：设置在存在双向供电可能的回路。在海洋平台电力组网工程中，多个电站中心互联的主线路通常为35kV海缆或电缆连接(部分组网回路为10.5kV或其他电压等级)，其组网主连接线路的开关断路器可考虑设置为同期点并安装准同期装置，同期点同时可作为电网解列点，当系统发生震荡稳定性遭到破坏时能迅速合理的解列为两个或多个部分，以防止故障的进一步扩大，从而减少损失。 海洋平台电力组网工程中存在大量双向供电可能的开关节点，从实际设计角度出发，并非所有双向供电开关均需设置为同期点，需结合电网操作的便利性与必要性进行考虑。 3.2考虑操作便利与供电恢复操作的原则。海洋平台电力组网工程中存在多个双向供电可能开关节点时，如何选择其中哪个节点设置为同期点，需遵循电网操作的便利、供电恢复操作合理的原则。 通常海洋平台电站中心平台在电力组网实施前具备独立发电机并供其周边负荷平台用电孤岛运行模式，同期点的设置应考虑尽量设置在电力组网连接总出口处，以达到简化电网操作的目的，当电网局部组网或由于某些故障导致部分电力系统从电网中解列后，恢复联网时不应有复杂的倒换开关导致局部暂时性失电的问题发生。 图1

海洋石油平台电气设备和仪表的防爆问题初探

海洋石油平台电气设备和仪表的防爆问题初探 发表时间：2017-11-24T16:46:27.730Z 来源：《电力设备》2017年第19期作者：卜华伟 [导读] 摘要：在海洋石油开采的过程中会产生大量的易燃物，当其达到一定的浓度会发生爆炸，因此，在电气设备和仪表设备在设计的过程中要做好防爆处理，做到安全生产。 （中海油能源发展装备技术有限公司 300452） 摘要：在海洋石油开采的过程中会产生大量的易燃物，当其达到一定的浓度会发生爆炸，因此，在电气设备和仪表设备在设计的过程中要做好防爆处理，做到安全生产。 关键词：海洋石油平台；电气；仪表；防爆 1.前言 在海洋石油开采的过程中，安全是首要问题，针对易产生爆炸的区域要采取必要的措施加以防范。 2.海洋石油平台危险区电气设备的使用要求和防爆型式 根据设计要求，应尽量避免在危险区域和处所进行电气设备的安装和使用。如果确实不能避免，应严格执行相关标准和规范要求，选用与电气设备安装区域匹配的防爆型电气设备。海洋石油平台上的爆炸性物质是生产开采出的可燃性气体及原油中包含的各类可燃性液体挥发、蒸发后形成的油蒸汽等。依据爆炸性物质的性质，海洋石油平台应选择Ⅱ类电气设备，即专门针对有可燃性危险气体的环境条件进行设计、生产、制造，并经检验合格，能够安全可靠使用和运行的各类电气设备。在海洋石油平台上使用的电气设备防爆型式包括本质安全型、隔爆型、增安型、浇封型、充砂型等。 3.防爆电气设备选型的要素 3.1危险区和危险区的划分 正确选择电气设备防爆类型的首要条件，是明确设备安装处所的危险区域划分级别。危险区划分和危险释放源以及通风条件等因素都有关系。海洋石油平台的危险区通常是出现在工艺生产、工艺处理设备，以及井口区，原油生产相关的管道、阀门、法兰等处，这些位置容易形成危险气体的混合物。国标GB3836.14—2014规定，根据爆炸性气体环境出现的频次和持续时间，危险区级别划分为0区、1区和2区三类。在实际进行海洋石油平台危险区划分时，情况就要复杂许多。平台各处所环境条件不同，在对危险区进行识别时，应根据具体条件划分。通风条件好、可燃性气体不容易聚集的处所，其危险区等级应降低；反之，障碍物集中、通风不畅的处所，其危险区等级应升高。此外，部分特殊区域如果释放源能够释放的可燃性物质总量极为有限，那么就不能简单地套用规范定义来确定危险区类别，而应有其他特殊考虑。例如，部分海洋平台的实验室已经不划分为危险区，但是否有必要全部或部分使用防爆电气设备，还有待探讨。一般来说，海洋石油平台的0区范围很小，主要是1区和2区，2区范围最大。随着科学技术的发展完善及生产设备性能的逐步提高，危险区划分的趋势是2区在逐渐增大。 3.2爆炸性气体依据引燃温度的分组和电气设备的温度组别 在国标GB50058—2014中，按照可燃性气体的引燃温度，将爆炸性气体分为T1～T6六个组别；相对应地，依据电气设备运行时的最高表面温度，将电气设备划分为T1～T6六个温度组别。 3.3爆炸性气体及气体混合物的分类和对应的电气设备类别 国标中，将爆炸性气体或混合物定义为Ⅱ类爆炸物，并按其易被点燃的程度进行了分类，以ⅡA、ⅡB和ⅡC加以标示，ⅡC类气体最容易被引燃；用于气体环境的防爆电气设备也进行了对应的分类，同样使用ⅡA、ⅡB和ⅡC的符号进行标示，在选用电气设备时，必须选择适用的设备类别。 3.4设备保护级别 （EPL）及在危险区内的选用对于爆炸性气体环境用设备，设备保护级别分为3级，标示为Ga级、Gb级和Gc级。设备保护级别，即EquipmentProtectionLevel，缩写为EPL，它是一种新的防爆设备标示方式，通过辨识设备内在的点燃源和点燃风险，来确定设备适用的危险区域。根据防爆设备标示的保护级别，用户不需要清楚地知道设备采用的具体防爆型式，就可确定设备适用的爆炸性气体环境危险区等级。 4.海洋石油钻井平台防爆设备管理目标 首先，做到及时、全面的维护保养。由于受到海洋石油钻井工作特殊性质的要求，必须确保所有的电气设备和仪表都能正常使用，所以要求在使用过程中必须及时填写记录，同时还要定期对其进行检修，确保所有的设备和仪表都处于正常状态下；其次，快速追查事故原因。必须制定出健全的管理体系，能够及时有效的查找设备和仪表出现的故障原因。例如，位置和参数、维护保养记录等相关资料，以便快速地分析故障原因，并为制定预防措施提供依据。 5.合理选择爆炸性气体环境下的电气设备和仪表的有效措施 5.1针对不同情况，科学选择安装方式 首先在有爆炸危险发生可能性的区域必须要按照相关的规范和标准进行防爆电气设备的安装和使用，这些区域的电缆、电气设备、插座的安全性应当给予提高。对于一些功能性较强影响较大的电气设备即使是安装在安全区域也应当选用具有防爆性质的产品，提高整个海洋石油平台的安全性。此外就是插座等的设计和安装，要尽可能选取安全系数较高的带开关的组合插座，且应做到开关连锁，插座接通后一旦插入的插头拔出后，可以及时地将电路所有极或相进行分断。如果插座安装的区域的危险性较高则电器设备的防爆性能和安全性也应相应提高，极或相在电源开关和保护装置的作用下可以全部切断。一些对环境要求较高的电气设备例如发射天线等的安装应远离易爆易燃气体浓度较高的区域。防爆灯具的安装极为关键，因为灯具本身爆炸的可能性较之其他设备就比较高，因而不需要照明的区域应尽可能避免灯具的安装，必须进行照明的区域要选择分路供电的防爆灯具，也就是当一个路线出现故障或者是进行检修时另一个分路仍可正常报警。 5.2根据区域不同，合理选择防爆仪器和设备 气体点燃能量是本质安全电路分组的主要依据。海洋石油平台需要应用大量的电气设备和仪表，这些仪表所采用的本质电路也千差万别，而一些安全性较高的本质电路则可以直接用于零类危险区域，本质安全电路仪表系统在陆地油气开采中也有应用。还有些海洋石油