海洋修井機安全通道設置探討

關雙會1.中海油能源發展裝備技術有限公司機械設備技術服務中心，天津 3004522.西南石油大學經濟管理學院，四川成都 610500

海洋修井機安全通道設置探討

關雙會1，2
1.中海油能源發展裝備技術有限公司機械設備技術服務中心，天津 300452
2.西南石油大學經濟管理學院，四川成都 610500

我國對海洋石油生產設施中安全通道設置及設計尺寸的要求，在相關規范、標準及法規中均有明確規定，但對海洋修井機的安全通道設置要求卻沒有明確論述。列舉了海上生產設施涉及的安全通道類型，主要包括逃生通道、消防通道、應急通道、操作通道以及維修通道，同時介紹了每一種通道的相關標準和規范中的設計要求。對海洋修井機裝備上的井架總成系統、鉆臺總成系統、下底座總成系統以及附屬設施中的泥漿固控系統這幾個主要部位通道的設計現狀，分別進行了論述，最后給出符合設備實際情況的通道設計要求，以便指導相關設計，使其既符合安全要求，又滿足設備生產需要。

海洋修井機；安全通道類型；設計尺寸

海洋石油行業屬于高風險、高投入、高科技行業［1］，其生產處所多位于遠離陸地的海洋中，工作環境惡劣，工作風險系數高，一旦出現危急情況，處理難度極大。我國對海洋石油生產設施的安全設計有嚴格的要求，其中有關海洋石油生產設施中安全通道設置及設計尺寸要求，相關規范、標準及法規均有明確規定，但對海洋修井機的安全通道設置要求卻沒有明確論述［2］。

海洋修井機位于海洋石油生產平臺上層甲板上，是上層甲板上最大的石油生產裝置，由于受限于平臺整體承載能力、安裝空間尺寸等經濟性條件約束，所涉及的通道不能夠無限制地自由設置，但又缺乏明確針對海洋修井機相關通道的設置要求，使得海洋修井機相關通道設計、建造和驗收標準不統一。

根據海洋修井機裝備上需考慮的幾種通道情況，依據裝備操作使用要求，分別進行了討論，得出符合設備實際情況的相關通道的最低設計標準，以便指導相關設計，使其既符合安全要求，又滿足設備生產需要。

1　海上生產設施通道基本類型

海洋石油工程海上生產設施主要涉及以下幾類通道：按功能分有安全通道和作業通道，安全通道包括逃生通道（脫險通道）、滅火通道（消防通道）、應急通道等；作業通道包括操作通道、維修通道等。針對海洋修井機裝備而言，設計及建造工作中需要考慮的通道主要有逃生通道、消防通道和維修通道，需要考慮的區域位置主要為井架總成系統、鉆臺總成系統、下底座總成系統等，其中以鉆臺總成系統中鉆臺面通道設置最為困難。

海洋修井機裝備中的通道通常是依據船舶工程以及海洋工程方面規范及標準中相關的要求來設計的［4-6］，但因所參照的規范及標準中所要求的深度不足或對海洋修井機不具有針對性，給海洋修井機的設計與建造及檢驗工作帶來一定困擾。此外，由于海洋修井機的設計與建造常常受到各方面條件的限制，通常將逃生通道與消防通道的設計合二為一，以要求高的通道為設計前提，從而滿足兩種功能通道的規范規定要求，有時甚至將操作通道和維修通道也一并考慮。

2　不同通道設計規范要求

2.1逃生通道（脫險通道）

逃生通道是海洋石油工程設施裝備在設計之初必須考慮的，且在裝備投入使用前必須保持暢通的一類通道。該類通道主要是保證設備操作人員的安全。

（1）《海上固定平臺安全規則》中針對平臺生活區內的人員通道設計尺寸要求最小凈寬度不小于1 m，生活區扶梯的寬度應不小于800 mm，而針對生活區的逃生通道（脫險通道）的具體尺寸沒有明確要求，只對逃生梯道寬度作了明確的要求，為寬度不小700 mm，與正常的人員通道梯道寬度要求相比有所降低。對于生產甲板區域的逃生通道及消防通道，沒有給出明確規定。

（2）《海上移動平臺入級規范》第7篇第12章第3節的12.3.6條對脫險通道的尺寸進行了定性描述：脫險通道應有合適的尺寸以使需要逃離的人員迅速有效地逃離，并便于擔架的使用和消防器材的移動。由此規范可以看出，滅火通道可以和脫險通道設計為一條通道，且通道的尺寸除要滿足人員通行外，還要適應自身所配備的消防器材的移動與通過。

（3）《國際海上人命安全公約》（SOLAS公約）中對人員密集區域的脫險通道有明確要求，艙壁甲板以下處所梯道凈寬不得小于800 mm，起居處所和服務處所梯道環圍的直接出入口寬度不小于900 mm，而對貨船及類似的生產操作區域（機器處所）只是給出了定性要求。

（4）國內大多數海洋石油平臺及相關設施設計所參照的中國船級社規范《海上固定平臺入級與建造規范》（1992版）中第6篇第3章的3.1.4節有關脫險通道的內容，也只對相關設施人員密集區與非密集區的脫險通道進行了定性的描述。

（5）《國際消防安全系統規則》（FSS規則）第13章中對船舶相關的脫險通道進行了詳細的闡述，該規則對人員密集型的客船以及非密集型的貨船兩大類的不同區域給出了詳細的說明和要求。其中客船要求的通道凈寬度不小于900 mm，而對貨船上用作脫險通道的梯道和走廊等要求最小凈寬度為700 mm。

（6）《淺海固定平臺規范》第8篇第1章第4節“脫險通道及逃生路線”一節中，針對脫險通道及逃生路線在井口區、處理區和原油存貯區以及通用機械區和控制站等區域的布置原則給出了要求，而對脫險通道及逃生路線的尺寸沒有明確規定，所需要參照的標準或規范也沒有明確，但其針對圍蔽的生活區內的脫險通道給出了具體而明確的尺寸要求：寬度不得小于1.5 m。在第3篇第1章第2節“鉆井裝置設計的基本要求”一節中，對鉆井甲板的逃生通道設計也只給出了定性要求：“鉆井甲板上應至少設有兩個相互遠離的無障礙的通道”，并無明確尺寸規定。

（7）SY/T6804-2010《海洋平臺鉆機設施布置規范》第4章“布置原則”里的4.3條對海洋鉆機設施的逃生路線和通道給出了定性要求，描述為“逃生路線和通道應保證作業人員能快速安全到達集合區”。

（8）SY/T 6803-2010《海洋修井機》第6章布置原則里的6.3.2條對海洋修井機移動底座及鉆臺設施在不同井位時的逃生路線和通道給出了定性要求，描述為“逃生路線和通道應不少于兩處梯子或通道”。但只說明要有通道，并沒有給定寬度。

綜上所述可見，脫險通道及逃生路線寬度確定的依據與該區域人員密集程度密切相關，且人員分布越密集，脫險通道設置則越有明確的規定。在有關設備操作區、井口區等區域只是定性地進行了規定。

海洋修井機井架總成系統區域、鉆臺總成系統區域以及下底座總成系統等相關操作區域內，人員的分布情況為井架二層臺1人次，鉆臺總成的鉆臺面區域作業期間3～4人次，而下底座操作區內通常為1～2人次，井架與鉆臺區人員累加為至少4人次，較之人員分布密集的生活區而言，人員密度分布不及生活區的十分之一，因此，海洋修井機相關的脫險通道及逃生路線尺寸的設計，應根據自身的實際情況和需要來確定。

2.2消防通道（滅火通道）

消防通道作為安全通道重要內容之一，在各海洋工程相關的規范標準中都有規定，但只達到定性程度，不同海洋工程設施需根據各自具體情況進行設計。在海洋修井機的設計與建造工作中，通常是與脫險通道一起考慮的，但前提是要求通道滿足脫險與消防的基本要求。

（1）針對移動平臺的滅火通道的要求，在《海上移動平臺入級規范》中明確要求需要設置相關滅火通道，而在第7篇第12章第3節的12.3.6條的描述內容中可以知道，滅火通道的尺寸是要以適應自身消防器材的移動為準則。

（2）《國際海上人命安全公約》（SOLAS公約）中對于消防通道的規定并沒有很多的描述。通常情況下，脫險通道的設計尺寸是能夠滿足海上生產設施所配備的消防器材的順利通過。

（3）《海上固定平臺入級與建造規范》中第6篇第4章的關于探火和滅火的有關內容中，也并沒有提出具體消防通道的設計尺寸要求。

（4）《國際消防安全系統規則》（FSS規則）中對于消防通道的規定同樣沒有很多的描述。

（5）《淺海固定平臺規范》中第8篇第1章第1.1.2條基本原則中明確了相關平臺需設置滅火通道，更為詳細的規定則沒有描述。

2.3操作通道

操作通道是一項最基本的設計指標［7］，在設計與建造過程都會考慮到，其空間和尺寸也能得到足夠的保證，在海洋石油生產設施及海洋修井機的設計建造工作中遇到的困難不是很突出。

2.4維修通道

在《淺海固定平臺規范》第3篇第1章第2節鉆井裝置設計的基本要求一節中，明確了設備的布置應留有合適的通道和照明以便于操作人員進行操作、監視、檢查和維修的要求。

在SY/T6804-2010《海洋平臺鉆機設施布置規范》的第4章“布置原則”里的4.5條給出了定性要求，描述為應留有足夠的操作和維修空間。

3　海洋修井機通道設計現狀

海洋修井機在總體組成上涉及到通道的位置主要有井架總成系統、鉆臺總成系統、下底座總成系統以及附屬設施中的泥漿固控系統，在有關安全通道以及作業維修通道方面存在最多問題的地方為鉆臺總成系統安全通道的設置，設計現狀主要如下。

3.1井架總成系統逃生通道

現有海洋修井機井架總成系統高度約33 m。修井機在正常作業情況下，僅井架二層臺位置有1人作業。據此，在井架主體結構的兩側面均設置有逃生以及維修用的直梯，直梯有效凈寬度為400 mm，能夠滿足1人安全通過，符合現行國家標準規定尺寸400 ～600 mm的要求［8］。該通道不僅是逃生通道，也同時作為維修通道。此外在天車臺合適位置設置有應急逃生滑索裝置，但限于平臺環境的特殊情況，該滑索通常沒有安裝或應用。

3.2鉆臺總成系統逃生通道及消防通道

鉆臺總成系統中的鉆臺面積和空間通常很小，設備布置密集，因此是安全通道及維修作業通道設計中最難的一個位置。受限于平臺承載及平臺頂甲板設備布置情況，鉆臺尺寸通常為12 m×10 m左右，作業面積約150 m2，但布滿了專用設備，因此，在鉆臺面位置上，脫險通道、消防通道、操作通道以及維修通道通常是一同考慮的。目前，在設計中較為常見的設計尺寸為：主脫險通道尺寸為1.0 m、輔助脫險通道尺寸為0.8 m，但實際建造完成后的通道凈尺寸達不到設計指標，由此造成驗收困難問題。

3.3下底座總成系統逃生通道及消防通道

該位置設備布置較少，空間較大。設計時所要求的通道尺寸：主脫險通道凈寬度尺寸為1.0 m、輔助脫險通道凈寬度尺寸為0.8 m，建造后的實際情況基本可以滿足。但在高度尺寸上，受到鉆臺總成主體結構影響，較早期制造的海洋修井機的下底座總成系統中所設置的通道，均不能滿足作為逃生通道的要求，只能作為維修通道，而在近期制造的修井機在高度上給出了凈高度要求大于2.2 m的規定，才能符合逃生通道的高度要求。由于鉆臺面高度設計及修井機自身穩性性能考慮，多數情況下也存在一定困難。

3.4附屬設施類通道

附屬設施中主要是泥漿罐組系統涉及到安全通道問題，在設計與建造中都可滿足。此外，在平臺頂甲板全面積范圍內的安全通道設計，也常因海洋修井機及附屬設施的安裝與就位造成通道的尺寸不足。這在實際工作中是比較常見的情況。

4　結論與建議

通過對海工設施設計與建造相關的規范與標準的研究，可見海洋修井機在設計與建造時所需要設置的通道，應根據具體的情況具體分析，設計出合理、有效、符合實際的安全通道及作業通道。

此外，根據中國成年人人體尺寸數據顯示，人體最大臂寬為486 mm［9］，而在機械安全方面，避免人體各部位擠壓的最小間距數據顯示，對于人體臂部最小的尺寸要求為500 mm［10］，通用擔架最大寬度為530 mm［11］。以上這些基本數據應當是用來確定脫險通道、滅火通道以及操作與維修通道等設計尺寸的基本依據。據此提出如下建議。

（1）海洋修井機的脫險通道、逃生通道以及操作和維修通道設計的最小凈寬度應不小于600 mm，而配套的梯道（主要指斜梯類）為鉆臺以及下底座中層甲板等區域至平臺頂甲板相應通道的出入必經通路，建議寬度的凈有效尺寸不小于800 mm為宜，也符合國家標準規定的經常性單向通行及偶爾雙向通行凈寬度為800 mm的要求［12］，而且與海上實際狀況一致。

（2）脫險通道與逃生通道設為同一條通道的，應考慮保證海洋修井機自身配置的可移動式消防器材的順利移動。

（3）脫險通道與消防通道設計尺寸不應混淆。

（4）在針對海洋鉆修井裝備的法規、標準以及規范中，應明確指出脫險通道、消防通道以及操作和維修通道的設計尺寸要求，使海洋鉆修井設備有一個共同的基準設計參考。

［1］傅成玉.中國海洋石油勘探開發科技創新體系建設［J］.中國工程科學，2011，13（8）：15-21.

［2］SY/T6803-2010，海洋修井機［S］.

［3］方華燦.低碳經濟與我國海洋石油平臺［J］.中國海洋平臺，2011，26（3）：1-5.

［4］付俊明.船舶脫險通道若干問題探討［J］.船海工程，2010，39 （4）：48-50.

［5］許朝陽.關于船舶脫險通道安全檢查的探討［J］.世界海運，2011，34（4）：35-38.

［6］王井封.某貨船脫險通道布置的缺陷分析［J］.江蘇船舶，2014，31（2）：42-44.

［7］劉江歌，宮慧君.海洋鉆機模塊機械設備安裝探討［J］.石油和化工設備，2014，17（3）：50-51.

［8］GB 4053.1-2009，固定式鋼梯及平臺安全要求第1部分：鋼直梯［S］.

［9］GB 10000-88，中國成年人人體尺寸［S］.

［10］GB 12265.3-1997，機械安全避免人體各部位擠壓的最小間距［S］.

［11］GJB 831-1990，通用擔架［S］.

［12］GB 4053.2-2009，固定式鋼梯及平臺安全要求第2部分：鋼斜梯［S］.

Discussion on Safe Routes Setting ofOffshore Workover Rig

GUAN Shuanghui1，2
1.Mechanical Equipment Technology Service Center，CNOOC Energy Development and Equipment Technology Limited Company，Tianjin 300452，China
2.Schoolof Economics and Management，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China

In China，the requirements of safe routes setting and their design sizes for offshore petroleum production facilities are explicitly stipulated in relevant codes，standards and laws，but not for offshore workover rigs.This paper enumerates the safe route types of offshore petroleum production facilities including escape route，fire fighting route，emergency route，operation route and maintenance route，introduces the design requirements of relevant codes and standard for each kind of route，and discusses the current design status of main system safe routes in offshore workover rigs，including derrick integral system，drill floor integral system，lower base integral system and mud solidification control system.Finally，it presents the design requirements of safe routes in accordance with real situation of the facilities，so as to guide relevant design.

offshore workover rig；safe route type；design size

10.3969/j.issn.1001-2206.2016.01.010

關雙會（1975-），男，黑龍江寧安人，高級工程師，1999年畢業于哈爾濱工程大學船舶工程專業，主要從事海洋工程設備設施運維技術研究與管理工作。Email：gsh0214@163.com

2015-04-10；

2015-08-25