海上無人井口平臺消防設計

吳 磊，薛春芳，鄭 路，冀光峰，陳 希

(1. 中海石油(中國)有限公司天津分公司工程建設中心 天津 300459；2. 海洋石油工程股份有限公司設計公司 天津 300459)

0 引 言

無人井口平臺是正常生產時無人駐守，通過遠程監控實現無人操作，在巡檢檢修、鉆修井、應急處置、訪問調查等情況下允許人員登臨的海上油氣生產井口平臺[1]。某海上無人井口平臺依托已建油田進行開發生產，該平臺為1座4腿無人駐守井口平臺，共有12個井槽，前期使用鉆井船打井，后期也使用鉆井船修井。根據平臺生產周期和平臺功能，在確保安全生產的前提下，采取簡化流程，選取可靠性高的設備設施，減少人員登臺頻率和登臺作業時間。

平臺上工藝設施有井口區采油樹、多路閥/多相流量計、開/閉排罐、開/閉排泵、生產加熱器、化學藥劑橇等。平臺共設3層甲板，分別是上層甲板、中層甲板和下層甲板，平臺上設有注水系統、排放系統等，平臺上不設電站、消防泵、生活樓和飛機甲板。為保護平臺的安全，平臺上設有1套干式消防水系統、2套七氟丙烷滅火系統、1套冷放空二氧化碳滅火系統、手提式和推車式干粉/二氧化碳滅火器。同時，平臺上還配有1個能容納12人的氣脹式救生筏以及救生圈、救生衣等救生設施。

1 無人井口平臺消防水系統

在無人井口平臺上設置一套消防水系統，該系統采用干式管網，不設消防泵，在井口區與工藝設備區設置雨淋噴頭，在上層甲板設置2個國際通岸換頭和2個消防軟管站，中層甲板設置2個消防軟管站，下層甲板設置一個國際通岸接頭和3個消防軟管站。當鉆井船進行鉆井或修井作業時，通過上層甲板的國際通岸接頭與鉆井船的消防水系統相連，利用鉆井船的消防水系統提供消防水來保護無人井口平臺。其他火災工況時由油田支持船通過下層甲板的國際通岸接頭提供消防水進行滅火。圖1是平臺的消防水系統流程圖。

根據《海上固定平臺安全規則》第14.3.2.1條規定：在安全分析的基礎上，經安全辦公室批準，無人駐守的簡易平臺可不設海水消防泵[2]。因此，需要對無人井口平臺不設消防泵進行安全分析。

1.1 無人井口平臺不設消防泵安全分析

無人井口平臺在不同的狀態下可依托的消防資源、滅火方式是不同的。在正常生產狀態下，無人井口平臺無人值守，發生火災時可根據報警信號派遣油田支持船舶前往平臺進行滅火；在人員登平臺進行維修作業時，人員可利用平臺消防設施進行消防，并可借助支持船進行消防滅火；在進行鉆修井作業時，將消防水系統管網與鉆井船的消防水系統相連，利用鉆井船的消防水源來保護井口區和工藝設施。下面針對3種工況對不設置消防泵存在的影響進行安全分析。

1.1.1 正常生產狀態

無人井口平臺生命周期內絕大多數時間都處于正常生產狀態，此時平臺處于無人狀態。若無人井口平臺不設置消防泵，發生火災后平臺火災探測系統將實施關斷并報警，依托的油田平臺收到報警信號后可聯系油田支持船前往無人井口平臺進行消防滅火。若無人井口平臺設置了消防泵，火災探測報警系統檢測到火災發生時可啟動消防泵對井口區和工藝設施實施冷卻保護。

由于在正常作業過程中無人井口平臺無作業人員，除正常油氣生產外無其他作業，發生火災的風險相對較小，并且一旦發生火災，平臺將實施關斷，將火災損失降到最低。同時無人井口平臺工藝簡單、設備設施較少，除流程中的油氣外，基本上無其他可燃物，井口區甲板為鋼板，火災發生、蔓延的可能性較小，并且發生火災后由于沒有操作工人，也不會出現人員傷亡事故。參考多年來海洋石油行業類似平臺火災情況，此類型火災發生概率非常小，造成嚴重后果的概率也非常低。因此，在正常生產狀態下，不設置消防泵的風險是可以接受的。

1.1.2 維護保養作業

對于無人井口平臺，作業人員登臨平臺的頻率較低，登平臺作業的主要內容是正常情況下的維修維護、儀表校驗、采油樹保養和單并計量作業等。若作業人員工作時遇到火災，將利用平臺上設置的手提式和推車式干粉/二氧化碳滅火器進行消防滅火，并聯系油田支持船進行支援。如火情無法控制，作業人員將利用氣脹式救生筏、救生圈逃生或登支持船逃生。由于不配備消防泵而導致人員傷亡的概率非常低，此時發生火災造成嚴重后果的概率也非常低。因此，在維護保養狀態下，不設置消防泵的風險是可以接受的。

1.1.3 鉆修井作業

無人井口平臺進行鉆修井作業期間，鉆井船將停靠在平臺旁邊。平臺在發生火災時，可通過平臺上配備的手提式和推車式干粉/二氧化碳滅火器處置初期火災，同時平臺的消防水管網通過國際通岸接頭與鉆井船的消防水系統進行連接，利用鉆井船的消防水為平臺提供保護，此時油田支持船也可根據實際情況參與消防。因此，在鉆修井作業時，不設置消防泵對平臺的消防無影響。

1.2 安全風險分析結果

綜合平臺正常生產狀態、維護保養作業、鉆修井作業3種情況，無人井口平臺不設置消防泵的風險是可以接受的，滿足《海上國定平臺安全規則》的要求。同時，把設計方案上報安全辦公室批準后，平臺不設置消防泵。

2 氣體滅火系統

無人井口平臺上設置有電氣房間，主要有：儀表設備間、電氣設備間和電池間。根據 GB 50370—2005《氣體滅火系統設計規范》進行計算，采用2套七氟丙烷滅火系統，其中一套系統保護電池間，另一套系統保護儀表設備間和電氣設備間。

無人井口平臺上設有冷放空系統，在雷電天氣情況下，可能會出現放空氣體在放空頭處被雷電電擊著火的情況。因此，平臺上設置1套冷放空二氧化碳滅火系統，用于撲滅放空管火情。

3 便攜式滅火器

無人井口平臺上的火災主要是B類、C類和E類火[3]。因此，在平臺工藝設施區配置手提式和推車式干粉滅火器，在電氣設施區配置手提式和推車式二氧化碳滅火器，滅火器的數量應滿足《海上國定平臺安全規則》的要求。

4 結 語

無人井口平臺一般會依托已建油田進行開發，井口物流經計量后通過海底管道輸送到其他平臺上，工藝設施較少。因此，經過安全分析無人井口平臺的消防設施與有人駐守平臺相比，在滿足標準規范的前提下可適當簡化，以保證平臺的基本安全。■