雙船浮托法整體拆除海上棄置組塊方案概述

阮志豪+趙慶凱+王文娟+蘇冠瑜+丁玲

摘 要：目前，在中國各個海域中，渤海海域擁有數量最多的即將棄置的海上平臺，而且已探明有大量的邊際油田需要開發。海洋平臺的拆除工作在渤海海域有著巨大的潛在市場，因此，研究一套適用于我國渤海海域的海上棄置平臺組塊拆除方案將會有很大的應用前景。本文以此為出發點，并依托岐口海洋平臺上部組塊拆除潛在項目，提出了雙船浮托法整體拆除棄置海洋平臺上部組塊的方案，并為以后工程實際操作提供了相應的方案參考。

關鍵詞：海洋平臺；整體拆除；棄置平臺組塊；雙船浮托法

中圖分類號：U674.38 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）06-0050-03

隨著人類對油氣資源需求的不斷增加，海上油氣資源的開采力度加大，越來越多的海洋平臺被廣泛地應用于海上油氣田的開采生產服務當中。而海洋平臺的使用是有一定壽命的，一般的海洋平臺設計壽命在20年左右。目前我國的部分海洋采油平臺已達到其使用壽命，根據相關的國際公約、國際慣例和國內法律及法規的要求，為保護海洋環境和不妨礙其他海洋資源的開發，對已達到使用壽命周期，或不再使用的海洋平臺必須進行妥當的退役廢棄處理，通常的處理方法為全部拆除或者部分拆除。由于海洋平臺的退役廢棄處理的費用高企，而且相關法律法規的要求嚴格，因此海洋平臺的廢棄處置逐漸成為海洋油氣工業的一個重要議題，同時也備受建設者們的廣泛關注。因此，平臺的拆除技術也隨之成為一門新興的高技術產業，等待著人們去研究探討以及實踐。

1 國外拆除方法

20世紀60年代，世界便開始對海上油氣資源進行開發。于上世紀70年代，國外已經開始了海洋平臺的拆除工作。至今為止，國外的海洋平臺的拆除工作已有40多年歷史。在拆除工作中，國外也積累了較為豐富的拆除方面的經驗，相應的拆除技術也頗為成熟。而常用于拆除海洋平臺上部組塊的方法有：吊裝法與浮托法兩種拆除方法。

吊裝法在海洋平臺組塊拆除中，要依賴于浮吊船來完成。小型平臺組塊采用整體吊裝，大型平臺組塊因其重量若超出起重船的能力，且在結構允許的情況下可以采用分塊拆除。

浮托法又分為單船浮托和雙船浮托。對于大開口式導管架宜采用單船浮托法，對于組塊重量較大，且導管架開口較小則可考慮采用雙船浮托法進行整體拆除。

單船浮托法是指一艘浮托船進入大開口導管架，通過系泊系統以及調載使船上臨時支撐與上部組塊樁腿進行對接，對接完成后調載浮托船使其上升以頂升組塊，當組塊頂升離開導管架樁腿一定高度后，浮托船駛出導管架并將組塊運至指定地點。

雙船浮托法原理與單船浮托法基本一致，區別在于需要兩艘浮托船，分列在導管架外側完成上部組塊的拆除。具體步驟會在后續詳細介紹。

2 國內拆除方法

在海洋石油行業中，我國起步較晚，1972年發現第一個海上油田，迄今也只有40多年歷史。由于我國在海洋石油行業起步較晚，平臺組塊的拆除工藝等也隨之較晚，目前仍處于起步階段。現階段國內拆除平臺組塊的方法大多使用起重船吊裝的形式。若采用分塊吊裝，則需在平臺進行組塊切割，費工費時，且危險性較大，同時也極易造成海洋環境污染；若為整體拆除，則需使用具有足夠起重能力的大型起重船。起重船起吊法會受到起重船的資源，檔期，租賃費用等諸多方面的限制。

鑒于國內在拆除海上平臺組塊方面的經驗較少，以及綜合考慮海上平臺拆除工程的經濟成本、環境保護以及施工安全等因素，仍需探索并研究一套適用于我國實際情況，并且可以實現一次投入多次產出的既經濟又可靠可行的新方法，以應用于國內海洋平臺組塊的拆除工作。由于渤海海域的環境條件比國內其他海域更適合雙船浮托法，以此為出發點，并依托岐口海洋平臺上部組塊拆除潛在項目，提出了雙船浮托法整體拆除棄置海洋平臺上部組塊的方案。

3 雙船浮托法

目前，雙船浮托法只有在海洋平臺的上部組塊安裝中得到成功應用，雙船浮托法用于整體拆除海上棄置平臺組塊仍處于研究階段。

依托岐口海上平臺棄置組塊拆除潛在項目，綜合考慮組塊重量、船舶資源以及長距離運輸問題等提出了三種雙船浮托的方案，為今后國內拆除海上棄置平臺組塊的實際工程提供了相關的方案參考。三種雙船浮托方案設計如表1所示，主要流程示意圖如圖4所示。

從以上三種方案設計可以看出不同點如下：

（1）船舶資源的選擇：方案一和方案二所選的浮托船和運輸船均為國內現有資源；方案三所選的運輸船為現有資源，但浮托船是專門為整體拆除上部組塊建造的，其優點是浮托船尺寸盡量小但也能滿足多種重量的上部組塊拆除，從而降低了造船和用船成本，可實現一次投入多次產出的想法。

（2）從方案流程示意圖中可以看出，第一步和第二步中，方案二和方案三的浮托船是有一定橫搖角度的，這主要是考慮了極大限度的充分利用船舶資源，以船舶所能達到的極限吃水進行作業。

（3）組塊重量：方案一的上部組塊重量約為3000t，方案二重量增加至6000t，而方案三則可適用多種重量范圍（1500t～6000t）的組塊拆除。

（4）水深要求：方案一和方案二中，對水深要求較低，主要能滿足浮托船和運輸船作業吃水即可；而方案三中由于半潛船需要下潛到一定位置才能實現浮托船與上部組塊的浮裝和浮卸，因此，這對工程施工海域的水深有一定的限制，至少要大于半潛船的下潛吃水且不能觸底。

（5）組塊運輸方式：方案一和方案二的運輸方式為單船運輸；而方案三的采用半潛船對浮托船與上部組塊整體進行運輸，相對于方案一和方案二的單船長距離運輸的穩性較好。

（6）考慮組塊再利用：如果棄置組塊再利用于邊際油田的開發，方案三的整體運輸方式會更有優勢，可直接將拆除的整體上部組塊運至再利用工程海域，將浮托船與上部組塊整體浮卸后，由浮托船直接進行安裝，節省海上施工成本，經濟可行；而方案一和方案二單船運輸，還需再將上部組塊轉移到兩艘浮托船上，再由浮托船進行安裝，這就增加了海上作業工序，提高了海上作業風險以及成本。

三種方案中，除新建方駁外，其余船舶均為國內現有的資源，因此只對新建方駁做簡單介紹。

4 結論

綜上所述，雙船浮托法整體拆除海上平臺的優點如下：

（1）可解決大型起重船資源有限，起吊能力、檔期以及租賃費用等限制；

（2）可以保持平臺上部組塊的完整性，為組塊修復、改造以及邊際油田開發中的再利用提供了可能性；

（3）方法簡單可行，且所需的主要船舶資源已具備；

（4）大幅度降低了海上組塊的拆除時間，節省拆除工程的總體費用，同時也降低了長時間海上作業施工的風險。

隨著我國渤海海域的一些油田開發壽命周期臨近，部分海洋平臺將要退役棄置。對于渤海灣，未來十年將至少有50座海上棄置平臺將要被拆除。由此可見，棄置平臺拆除在我國有著巨大的潛在發展前景，發展拆除相關技術和裝備已迫在眉睫。而我國在拆除上部組塊這方面的技術方案經驗較少，因此，本文抓住這一重點，提出了適用于我國渤海海域的平臺組塊拆除方案，豐富了國內對整體法拆除海上棄置平臺上部組塊的方案設計經驗，并為以后工程實際操作提供了相應的方案參考。

參考文獻：

[1] 王勇，戴兵，高軍偉.廢棄海洋石油平臺的拆除[J].機械工程師，2010，2010（1）：134-136.

[2] 田永花，李敏雪，廖凌之.淺談國外平臺拆除新方法[J].中國水運，2016，16（7）：327-331.

[3] 李成鋼，張敬安，鄭輝，等.海洋油氣退役平臺棄置方案研究[J].中國石油和化工標準與質量，2013，2013（09）：69-70.

[4] 陳繼紅.淺海導管架采油平臺拆除方法初探[J].石油規劃設計，2003，14（6）：29-31.

[5] Lakhal S Y， Khan M I， Islam M R. An “Olympic” Framework for A Green Decommissioning of An Offshore Oil Platform [J]. Ocean & Coastal Management，2009（52）：113-123.

[6] Velazquez E R， Byrd R C. Gulf of Mexico Deepwater Platform Decommissioning [C]//Offshore Technology Conference， OTC 15113，2003：1-5.

[7] 王儒，孟俊瑜，王常文，等.淺談國外海洋石油平臺拆除技術[J].中國水運，2015，15（5）， 279-281