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[摘 要]油气田的开发一般要经过勘探、开发、工程建设、生产和废弃处置全过程，废弃处置是其中的最终环节。海洋石油平台拆除的的目的是以设计合理、技术可行、设备可用、安全经济的方法处理废弃平台，以保护海洋环境，使海洋恢复原貌。本文简述了拆除过程及基本原则，并以锦州21-1 WHPA平台弃置拆除为例，探究了固定式海洋平台拆除工程。
[关键词]海洋平台；拆除；流程；弃置；设计；工艺
中图分类号：TM363 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0248-01
1 海洋石油平台拆除的依据及流程
拆除作为平台生命期的最后一个流程，其设计要求既要参考平台前期详设、建造、安装的情况，又要考虑平台服役期间结构的改造、设备的增减等一系列因素影响。同时还要根据现有的船舶设施的能力，拆除设计、施工水平。因此，海洋石油平台拆除的依据主要包括：
（1）平台组块、导管架、海管、海缆、膨胀弯的前期调研检测，包括组块结构的外观、壁厚、裂纹（MT、UT检验）等，导管架的海生物检查、基础冲刷、结构壁厚、裂缝（ACFM检查）等，海管海缆及膨胀弯的状态、埋深（浅剖、旁扫）等；
（2）平台组块、导管架基础重量、结构改造重量、设备增减重量、吊装重量，结构主尺度，施工海域地质资料，海底地形地貌情况，施工海域水深，施工季节的风浪流环境荷载参数，施工油田区情况等；
（3）海底管道的规格尺寸、类型、介质，是否已经清洗，已有海底管道、海底电缆的走向图，膨胀弯规格尺寸等。目前海洋平台拆除一般分为原地弃置、异地弃置和将平台改做他用三种方式。
2 海洋石油平台拆除的基本原则
海上油气生产设施拆除应当坚持安全第一的原则，保障人身和财产安全；必须采取有效措施避免对海洋环境造成污染和损害，尽可能降低对其他海洋资源的开发利用和海上交通安全影响。
（1）废弃的平台妨碍海洋主导功能使用的必须全部拆除在领海以内海域进行全部拆除的平台，其残留海底的桩腿等应当切割至海底表面4米以下。在领海以外残留的桩腿等设施，不得妨碍其它海洋主导功能的使用。
（2）平台在海上弃置的，应当封住采油井层内的流体流出海底对海洋环境污染造成损害，并拆除对海洋环境和资源造成损害的设备。
（3）弃置平台的海上留置部分，应当进行清洗或防腐蚀处理。海上清洗或者防腐蚀作业，应当采取有效措施防止油类、油性混合物或其它有害物质污染海洋环境，清洗产生的废水必须经过处理达标后方可排放。
（4）弃置平台的海上留置部分，其所有者应当负责日常维护与管理，设立助航标志。
（5）海上石油平台进行异地弃置的，除了应遵守《海洋石油平台弃置管理暂行办法》（国家海洋局2002年6月24日）外，还应当遵守海洋倾废管理的有关规定。
3 固定式海洋平台拆除工程设计实例
3.1 固定式海洋平台拆除流程
典型的海洋平台拆除过程至少应包含以下环节：
（1）海洋平台拆除项目上报国家海洋局、环保行政管理等相关部门审批。
（2）平台拆除前期检测工作。平台拆除前需对组块和导管架的现状进行检测，包括结构杆件壁厚检测、焊缝裂纹检测、上部组块工艺设备和管线检测等工作。
（3）平台拆除方案设计工作。根据平台原始设计资料和检测结果，完成相应结构计算分析，据此编制平台拆除方案，锁定相应的施工船舶和资源。
（4）开展平台弃井作业，工艺设备和管线的清洗工作。主要包括平台停产、封井作业，对工艺设备和管线进行清洗、吹扫作业，确保安全后，拆除采油树和隔水套管。
（5）陆地预制、海上拆除施工阶段。在钻完井方完成平台弃井作业后，工程方根据拆除设计成果预制吊点、准备索具、卡环、切割设备、装船滑靴等施工资源，然后进行海上拆除施工，完成平台组块切割拆除、导管架切割拆除、立管膨胀弯拆除等工作。
（6）组块和导管架陆地拆解。在陆地对组块和导管架进行拆解，并将拆解后的设备和结构运送至指定场地。
3.2 锦州21-1 WHPA平台弃置拆除设计要点
锦州21-1 WHPA是一座8井槽4腿4主桩导管架井口平台，工作点尺度为14 m×14 m，导管架钢桩在泥面以下4 m位置处切割，上部组块共设置3层甲板，不设修井机，其中火炬臂单独拆除。锦州21-1 WHPA平台拆除的浮吊锁定烟台打捞局的3600吨双臂架可变幅式起重船，该驳船为双扒杆，每个扒杆设置2个主钩，共4个主钩，配备两个专用吊排，吊排上设置多个钩头，间距可以在9 m至24 m之间调整，适应目前大部分组块主腿间距。固定平台的拆除设计是新建平台安装设计的逆过程，需要开展的分析包括吊装分析、吊点设计、拖航运动和强度分析、拖拉卸船分析、滑靴设计。
（1）组块吊装重量评估
锦州21-1 WHPA平台于2007年投产，相关资料齐全，拆除设计过程中结合原有设计文件，同时考虑平台投产后改造增加的设备重量，完善计算模型，并与组块建造完成时的称重报告对比，二者基本一致，在此基础上考虑1.1倍的重量不确定系数作为组块吊装重量。通过对比后期组块海上吊装过程中浮吊钩头的实际读数，设计重量与吊装重量基本符合，既包含了一定的安全裕度，同时也无过度保守。
（2）导管架吊装重量评估
影响导管架吊装重量的不确定因素很多，主要包括导管架钢桩和内部灌浆重量，结构杆件附着海生物的重量等因素。拆除设计过程中，设计方结合前期海生物分布检测情况，海底泥面冲刷情况，泥面处施工杂物的探摸情况，对各项重量都進行了详细估算，并形成了最终的导管架重控，后续的导管架海上吊装过程进一步验证了设计的准确性。
（3）组块和导管架吊点的设计
锦州21-1 WHPA平台组块存在严重的偏心问题，如果采用单钩吊装，都超出了海洋工程界普遍认可的吊装规范SC201的偏心要求。在这种情况下，最终选择了每个吊钩可单独升降也可整体联动的“德浮3600”作为主浮吊作业船，四钩头吊装方式使得吊装过程中吊点受力主要为面内受力，所受面外弯矩小，采用常规的主腿插板吊点形式即可满足要求，简化了吊点设计。
（4）结构物吊装分析
设计过程中，根据API RP2A规范校核结构物的吊装强度，对与吊点直接相连的构件，采用2.0倍的动力放大系数校核，对其他位置结构杆件，采用1.35倍的动力放大系数校核，不考虑允许应力放大。
（5）拖航分析和滑靴设计
利用MOSES软件进行驳船的运动分析和稳性分析，计算得到的驳船最大横摇角为16.5°，小于GL NOBLE DENTON推荐的“20°/10°”原则，驳船的完整稳性和破舱稳性均满足规范要求。在完成组块和导管架拖航强度分析后，提取支撑荷载用于装船滑靴的设计。
4 结束语
为维护海洋权益，防止海洋环境遭受污染损害，保护生态平衡，促进海洋事业的发展，海洋平台的弃置拆除作业必须严格遵守国家的相关法律法规。海洋平台的拆除同时也是高风险的系统工程，各个环节都需要进行严格控制。此外，海洋石油平台的拆除是一项涉及诸多领域的系统工程，今后会有更多深水导管架固定式平台面临拆除任务，所带来的困难和挑战更加严峻，需要进一步深入研究海洋平台拆除技术，增加在大型海洋工程装备建设方面的投入。
参考文献
[1] 朱新征.海洋平台弃置拆除技术研究[J].工程技术：全文版，2017（2）：00284-00285.
[2] 袁玉杰，蓝国阳，杨宁，等.固定式海洋平台拆除工程设计要点与探讨[J].石油和化工设备，2015（4）：35-37.
[关键词]海洋平台；拆除；流程；弃置；设计；工艺
中图分类号：TM363 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0248-01
1 海洋石油平台拆除的依据及流程
拆除作为平台生命期的最后一个流程，其设计要求既要参考平台前期详设、建造、安装的情况，又要考虑平台服役期间结构的改造、设备的增减等一系列因素影响。同时还要根据现有的船舶设施的能力，拆除设计、施工水平。因此，海洋石油平台拆除的依据主要包括：
（1）平台组块、导管架、海管、海缆、膨胀弯的前期调研检测，包括组块结构的外观、壁厚、裂纹（MT、UT检验）等，导管架的海生物检查、基础冲刷、结构壁厚、裂缝（ACFM检查）等，海管海缆及膨胀弯的状态、埋深（浅剖、旁扫）等；
（2）平台组块、导管架基础重量、结构改造重量、设备增减重量、吊装重量，结构主尺度，施工海域地质资料，海底地形地貌情况，施工海域水深，施工季节的风浪流环境荷载参数，施工油田区情况等；
（3）海底管道的规格尺寸、类型、介质，是否已经清洗，已有海底管道、海底电缆的走向图，膨胀弯规格尺寸等。目前海洋平台拆除一般分为原地弃置、异地弃置和将平台改做他用三种方式。
2 海洋石油平台拆除的基本原则
海上油气生产设施拆除应当坚持安全第一的原则，保障人身和财产安全；必须采取有效措施避免对海洋环境造成污染和损害，尽可能降低对其他海洋资源的开发利用和海上交通安全影响。
（1）废弃的平台妨碍海洋主导功能使用的必须全部拆除在领海以内海域进行全部拆除的平台，其残留海底的桩腿等应当切割至海底表面4米以下。在领海以外残留的桩腿等设施，不得妨碍其它海洋主导功能的使用。
（2）平台在海上弃置的，应当封住采油井层内的流体流出海底对海洋环境污染造成损害，并拆除对海洋环境和资源造成损害的设备。
（3）弃置平台的海上留置部分，应当进行清洗或防腐蚀处理。海上清洗或者防腐蚀作业，应当采取有效措施防止油类、油性混合物或其它有害物质污染海洋环境，清洗产生的废水必须经过处理达标后方可排放。
（4）弃置平台的海上留置部分，其所有者应当负责日常维护与管理，设立助航标志。
（5）海上石油平台进行异地弃置的，除了应遵守《海洋石油平台弃置管理暂行办法》（国家海洋局2002年6月24日）外，还应当遵守海洋倾废管理的有关规定。
3 固定式海洋平台拆除工程设计实例
3.1 固定式海洋平台拆除流程
典型的海洋平台拆除过程至少应包含以下环节：
（1）海洋平台拆除项目上报国家海洋局、环保行政管理等相关部门审批。
（2）平台拆除前期检测工作。平台拆除前需对组块和导管架的现状进行检测，包括结构杆件壁厚检测、焊缝裂纹检测、上部组块工艺设备和管线检测等工作。
（3）平台拆除方案设计工作。根据平台原始设计资料和检测结果，完成相应结构计算分析，据此编制平台拆除方案，锁定相应的施工船舶和资源。
（4）开展平台弃井作业，工艺设备和管线的清洗工作。主要包括平台停产、封井作业，对工艺设备和管线进行清洗、吹扫作业，确保安全后，拆除采油树和隔水套管。
（5）陆地预制、海上拆除施工阶段。在钻完井方完成平台弃井作业后，工程方根据拆除设计成果预制吊点、准备索具、卡环、切割设备、装船滑靴等施工资源，然后进行海上拆除施工，完成平台组块切割拆除、导管架切割拆除、立管膨胀弯拆除等工作。
（6）组块和导管架陆地拆解。在陆地对组块和导管架进行拆解，并将拆解后的设备和结构运送至指定场地。
3.2 锦州21-1 WHPA平台弃置拆除设计要点
锦州21-1 WHPA是一座8井槽4腿4主桩导管架井口平台，工作点尺度为14 m×14 m，导管架钢桩在泥面以下4 m位置处切割，上部组块共设置3层甲板，不设修井机，其中火炬臂单独拆除。锦州21-1 WHPA平台拆除的浮吊锁定烟台打捞局的3600吨双臂架可变幅式起重船，该驳船为双扒杆，每个扒杆设置2个主钩，共4个主钩，配备两个专用吊排，吊排上设置多个钩头，间距可以在9 m至24 m之间调整，适应目前大部分组块主腿间距。固定平台的拆除设计是新建平台安装设计的逆过程，需要开展的分析包括吊装分析、吊点设计、拖航运动和强度分析、拖拉卸船分析、滑靴设计。
（1）组块吊装重量评估
锦州21-1 WHPA平台于2007年投产，相关资料齐全，拆除设计过程中结合原有设计文件，同时考虑平台投产后改造增加的设备重量，完善计算模型，并与组块建造完成时的称重报告对比，二者基本一致，在此基础上考虑1.1倍的重量不确定系数作为组块吊装重量。通过对比后期组块海上吊装过程中浮吊钩头的实际读数，设计重量与吊装重量基本符合，既包含了一定的安全裕度，同时也无过度保守。
（2）导管架吊装重量评估
影响导管架吊装重量的不确定因素很多，主要包括导管架钢桩和内部灌浆重量，结构杆件附着海生物的重量等因素。拆除设计过程中，设计方结合前期海生物分布检测情况，海底泥面冲刷情况，泥面处施工杂物的探摸情况，对各项重量都進行了详细估算，并形成了最终的导管架重控，后续的导管架海上吊装过程进一步验证了设计的准确性。
（3）组块和导管架吊点的设计
锦州21-1 WHPA平台组块存在严重的偏心问题，如果采用单钩吊装，都超出了海洋工程界普遍认可的吊装规范SC201的偏心要求。在这种情况下，最终选择了每个吊钩可单独升降也可整体联动的“德浮3600”作为主浮吊作业船，四钩头吊装方式使得吊装过程中吊点受力主要为面内受力，所受面外弯矩小，采用常规的主腿插板吊点形式即可满足要求，简化了吊点设计。
（4）结构物吊装分析
设计过程中，根据API RP2A规范校核结构物的吊装强度，对与吊点直接相连的构件，采用2.0倍的动力放大系数校核，对其他位置结构杆件，采用1.35倍的动力放大系数校核，不考虑允许应力放大。
（5）拖航分析和滑靴设计
利用MOSES软件进行驳船的运动分析和稳性分析，计算得到的驳船最大横摇角为16.5°，小于GL NOBLE DENTON推荐的“20°/10°”原则，驳船的完整稳性和破舱稳性均满足规范要求。在完成组块和导管架拖航强度分析后，提取支撑荷载用于装船滑靴的设计。
4 结束语
为维护海洋权益，防止海洋环境遭受污染损害，保护生态平衡，促进海洋事业的发展，海洋平台的弃置拆除作业必须严格遵守国家的相关法律法规。海洋平台的拆除同时也是高风险的系统工程，各个环节都需要进行严格控制。此外，海洋石油平台的拆除是一项涉及诸多领域的系统工程，今后会有更多深水导管架固定式平台面临拆除任务，所带来的困难和挑战更加严峻，需要进一步深入研究海洋平台拆除技术，增加在大型海洋工程装备建设方面的投入。
参考文献
[1] 朱新征.海洋平台弃置拆除技术研究[J].工程技术：全文版，2017（2）：00284-00285.
[2] 袁玉杰，蓝国阳，杨宁，等.固定式海洋平台拆除工程设计要点与探讨[J].石油和化工设备，2015（4）：35-37.