深水油气勘探开发锚泊事故研究及对策分析.pdf

◀海洋石油装备▶ 深水油气勘探开发锚泊事故研究及对策分析 ∗ 刘正礼１ 罗俊丰１ 郑纯亮２ 刘少杰２ 罗 宁２ （１􀆱 中海石油 （中国） 有限公司深圳分公司 ２􀆱 中国石油大学 （华东） 海洋油气装备与安全技术研究中心） 摘要 深水油气勘探开发锚泊事故主要包括锚索断开、 走锚和制动系统失效等类型， 如果控制 不当可能造成人员伤亡、 生产停产、 平台碰撞倾覆和井喷等严重后果。 鉴于此， 通过调研国内外锚 泊事故案例， 总结事故失效类型以及各类事故的形成原因、 影响因素和失效模式， 提出了不同失效 类型事故的预防措施和应对策略。 分析了典型的外部影响因素对锚泊事故的影响， 并提出台风和内 波等外因影响下的锚泊事故风险应对策略。 研究内容可为我国深水锚泊系统优化设计、 制造加工 工艺的改进以及风险分析提供参考， 从而提高我国深水油气勘探开发过程中锚泊作业安全管理能 力和事故应急能力。 关键词 深水； 油气勘探开发； 锚泊事故； 失效模式； 应对策略 中图分类号 ＴＥ９５２ 文献标识码 Ａ ｄｏｉ １０􀆱 １６０８２／ ｊ􀆱 ｃｎｋｉ􀆱 ｉｓｓｎ􀆱 １００１－４５７８􀆱 ２０１５􀆱 １１􀆱 ０１６ Ｍｏｏｒｉｎｇ Ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ａｎｄ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｉｎ Ｄｅｅｐｗａｔｅｒ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｌｉｕ Ｚｈｅｎｇｌｉ１ Ｌｕｏ Ｊｕｎｆｅｎｇ１ Ｚｈｅｎｇ Ｃｈｕｎｌｉａｎｇ２ Ｌｉｕ Ｓｈａｏｊｉｅ２ Ｌｕｏ Ｎｉｎｇ２ （１􀆱 Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｂｒａｎｃｈ， ＣＮＯＯＣ （Ｃｈｉｎａ） Ｃｏ􀆱 ， Ｌｔｄ􀆱 ； ２􀆱 Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｏｆｆｓｈｏｒｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ （Ｈｕａｄｏｎｇ） ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｍｏｏｒｉｎｇ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｄｕｒｉｎｇ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｃｌｕｄｅ ｍｏｏｒｉｎｇ ｌｉｎｅ ｂｒｅａｋｉｎｇ， ｄｒａｇｇｉｎｇ ｏｆ ａｎｃｈｏｒ， ａｎｄ ｂｒａｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆａｉｌｕｒｅ􀆱 Ｉｍｐｒｏｐｅｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍａｙ ｃａｕｓｅ ｃａｓｕａｌｔｉｅｓ， ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｈａｌｔｓ， ｐｌａｔｆｏｒｍ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｏｖｅｒｔｕｒｎ， ｂｌｏｗｏｕｔ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｓｅｒｉｏｕｓ ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓ􀆱 Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｍｏｏｒｉｎｇ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔｈｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｔｙｐｅｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｕｓｅ， ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅ ｏｆ ｅａｃｈ ｔｙｐｅ ｏｆ ａｃｃｉｄｅｎｔ􀆱 Ｔｈｅｎ， ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ􀆱 Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｍｏｏｒｉｎｇ ａｃｃｉｄｅｎｔ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ􀆱 Ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ａｇａｉｎｓｔ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｆａｃ⁃ ｔｏｒｓ ｌｉｋｅ ｔｙｐｈｏｏｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｗａｖｅ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ􀆱 Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ， ｍａｎ⁃ ｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｉｓｋ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｅｅｐｗａｔｅｒ ｍｏｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ， ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｍｏｏｒｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｄｅｅｐｗａｔｅｒ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ􀆱 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｄｅｅｐｗａｔｅｒ； ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ； ｍｏｏｒｉｎｇ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ； ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅ； ｒｅ⁃ ｓｐｏｎｓｅ ｓｔｒａｔｅｇｙ ０ 引 言 我国南海油气储量丰富， 随着油气勘探开发水 域日趋加深， 对以半潜式平台为代表的移动式平台 的需求逐渐增加。 锚泊系统在深水半潜式平台定位 和抗风浪等方面起着重要作用。 尤其在我国南海海 域环境恶劣， 台风和内波等活动频繁， 锚泊事故发 ７７ ２０１５ 年 第 ４３ 卷 第 １１ 期 石 油 机 械 ＣＨＩＮＡ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ ∗基金项目 中海石油深海开发有限公司项目 “深水半潜式平台锚泊系统安全评估与作业管理研究”（ＹＸＫＹ－ＺＹ－２０１４－ＳＨＥＮＡＬ－ ０３）。 生概率增加。 一旦发生锚泊事故， 就将影响平台的 正常作业， 造成巨大的经济损失。 相对国外而言， 我国在深水锚泊事故方面的研究记录不多， 缺乏处 理锚泊事故的经验。 因此， 有必要分析深水半潜式 平台锚泊事故， 并研究其应对策略， 这对于保证平 台安全作业具有十分重要的意义。 由于我国深水油气勘探开发年限较短， 尚未建 立完善的深水油气开发事故数据库， 而国外在几十 年的深水油气开发过程中对深水锚泊事故进行了系 统的记录与分析， 所以国外研究成果对我国深水锚 泊事故防控研究具有良好的借鉴意义。 通过调研发 现， 深水锚泊系统的主要事故类型包括锚索断开、 走锚和制动系统失效等， 引发锚泊事故的外因包括 环境、 人员、 设备和管理等， 其中易造成严重后果 的外因包括台风和内波等。 笔者对锚泊事故的主要 类型和外部影响因素进行展开， 详细讨论各类锚泊 事故的失效模式和影响因素， 提出有针对性的预防 控制措施， 以及台风和内波等外部因素的应对策略 等， 以期为提高我国深水锚泊作业管理能力和事故 应急能力提供参考。 １ 锚索断开 锚索断开是最典型、 数量最多的锚泊系统失效 类型。 锚索的主要类型包括锚链、 锚缆、 纤维缆以 及这些成分的组合［１］。 锚索断开的位置通常为锚 索张力较大处和不同锚索类型连接处， 其失效模式 与多种因素有关， 包括机械损伤、 疲劳和磨损等。 锚索断开会造成平台偏移， 影响作业， 甚至引发井 喷等其他潜在事故。 １􀆱 １ 事故案例 ２０００ 年 ６ 月 １３ 日， 在一场暴风雨中， 靠近北 海 Ｓｎｏｒｒｅ 油田的 “彼得福特海豚” 号钻井平台 经历了３ 次锚索故障［２］， 事故造成平台从其目标位 置被动漂移了 ２５０～３００ ｍ。 事故原因为锚钩环疲劳 与撕开断裂。 ２０１０ 年 １２ 月 １ 日， “Ｔｒａｎｓｏｃｅａｎ Ｗｉｎｎｅｒ” 平台 在水深 ７８ ｍ 的 Ｎｏｒａｌｄ 水域工作时， 一段锚链在距 离导缆孔１７５ ｍ 处发生了断裂［３］。 事故原因是检查 或维修不到位， 锚链严重腐蚀， 长期的疲劳载荷和 产生的裂纹导致锚链突然断裂。 ２０１１ 年 ９ 月 １ 日， “Ｓｏｎｇａ Ｄｅｅ” 半潜式平台在 Ａｌｖｈｅｉｍ 油田作业时， 工作船上鲨鱼钳处锚链发生了 断裂［３］， 并掉到海底。 事故原因是起锚作业期间张 力调整不正确， 使绞车锚链张力高达 ４ ６００ ｋＮ。 ２０１２ 年８ 月２ 日， “Ｔｒａｎｓｏｃｅａｎ Ｓｐｉｔｓｂｅｒｇｅｎ” 平 台在 Ｍｉｄｇａｒｄ 油田作业时， 导缆孔上方 １０ ｍ 处锚 链断开［３］。 事故原因是锚链发生了疲劳失效。 １􀆱 ２ 失效模式分析 按照断开的类型和位置， 锚索断开包括锚链断 开、 锚缆断开、 纤维缆断开和锚钩环故障等。 常见 的锚链失效模式［４］包括 链环机械损伤、 链挡丢 失或松动、 锚钩环失效、 链环脆性断裂、 腐蚀、 磨 损、 裂纹、 疲劳及外力破坏等。 其中锚钩环或链环 发生机械损伤为主要失效形式。 常见的锚缆失效模 式包括机械损伤、 腐蚀、 磨损及疲劳等。 纤维缆抗 机械作用能力弱， 因此纤维缆最常见的失效模式为 机械破坏。 锚钩环用于连接各段锚链， 其故障的频率比锚 链自身元件高［２］。 老旧锚链由于制造工艺落后， 易遭受脆性断裂。 锚链通过导缆孔的转弯处易诱发 腐蚀或横档松动［４］。 锚缆缠绕时产生弯曲和打结， 打结会严重降低锚缆强度。 锚索在载荷的长期累积作用下易发生疲劳破 坏。 相对于短期的临时系泊， 长期在类似的水深环 境中的锚泊系统疲劳问题更显著。 导缆孔附近弯曲 应力的存在也容易造成锚索的疲劳破坏。 此外， 研究发现， 锚索张力分布不均衡会导致 锚索张力增加和疲劳寿命缩短［４］。 张力不均衡的 原因包括张力表读数不准确、 张力读取位置不正确 以及导缆孔不能自由活动等。 锚索张力分布不均衡 增大锚索断开的可能性， 同时锚索断开加剧张力分 布不平衡， 增大平台偏移， 诱发其他潜在风险。 １􀆱 ３ 锚索断开的应对策略 为减小锚索断开引起的平台偏移， 配置动力定 位系统的平台可启动动力定位系统， 无动力定位系 统的平台可通过调整锚索张力或利用工作船拖拉／ 顶靠平台进行平衡。 锚索断开造成相邻锚索张力突 增， 为避免张力过大， 通常需要放松失效锚索对角 线上的锚索。 为降低锚钩环失效概率， 应选择合适 的锚钩环类型， 并定期检查锚钩环状态。 通常选用 肯特型卸扣， 尤其关注其疲劳破坏。 为减少脆性断 裂， 应选用现代高强度锚链， 严格控制锚链制造阶 段的焊接过程及后续热处理过程。 为减少纤维缆机 械损伤， 纤维缆通常与锚链和锚缆结合使用， 并严 格监控纤维缆状态。 减少锚索损伤最常规的方法是定期检验与维 修。 为保证锚索质量， 需要跟踪记录每根锚索的生 产、 加工、 维修和更换等信息。 ＡＰＩ ＲＰ ２Ｉ［４］给出 了锚索检查的方法， ＡＰＩ ＲＰ ２ＳＫ［１］推荐了锚链和 ８７ 石 油 机 械２０１５ 年 第 ４３ 卷 第 １１ 期 锚缆重要检查周期。 锚链的肉眼检查项目包括机械 损伤、 腐蚀、 磨损、 螺栓松动丢失和链环尺寸形状 等。 对于肉眼难以检查到的损伤 （如裂缝）， 需要 卸开连接链环， 喷水或喷砂清理表面， 然后进行磁 粉探伤检查 （ＭＰＩ）。 锚缆的肉眼检查包括机械损 伤、 腐蚀、 磨损、 直径变化、 扭曲打结和接头损坏 等。 锚缆检查方法与锚链大致相同。 ＤＮＶ⁃ＯＳ－Ｅ３０１［５］给出了锚索疲劳分析的一种 推荐方法。 疲劳分析需要循环张力的幅值和次数等 数据， 但是这些数据在现场很难直接获得， 因此精 确的疲劳分析比较困难， 通常通过检查疲劳裂缝来 降低疲劳发生概率。 此外， 为减少导缆孔附近由弯 曲应力引起的锚索疲劳失效， 应定期检查导缆孔的 转动角度和自由活动程度。 为减少锚索张力不平衡现象， 可优化布锚方 案， 并注意保持导缆孔自由活动。 建议在作业间隙 检查导缆孔， 并定期进行锚索收放试验， 在收放过 程中观察导缆孔和锚索状态。 通过比较收拉锚索和 锁紧锚索时的锚索张力读数， 也可判断导缆孔是否 卡死。 目前张力监测技术还不能准确地监测出锚索 张力的不平衡问题， 建议行业采用先进的监测技 术、 传感器和记录器来提高监测水平。 过去一些观 念希望在作业过程中通过调整锚索出缆长度控制锚 索张力， 但该操作影响现场作业效率， 且在张力较 大时调整锚索存在安全风险， 因此作业过程中不建 议调整锚索张力。 如果需要调整锚索张力， 应在保 证作业安全的前提下由专门的工作人员实施。 ２ 走锚 若锚不能固定在恒定位置， 在海底发生滑动即 为走锚。 走锚并不一定造成严重后果， 但是会造成 锚索张力重新分布。 有时走锚有利， 因为它使锚泊 系统重新建立了新的平衡， 减少了设备受损。 但是 如果锚滑动过多或完全丧失抓地能力， 会导致相邻 锚索张力增加， 从而引发其他连锁事故。 ２􀆱 １ 事故案例 ２００１ 年 １１ 月 １１ 日， 挪威海 Ｈｅｉｄｒｕｎ 油田的 “跨洋远景” 号钻井平台 ２ 根锚走锚约 ５０ ｍ［２］。 事 故中钻井平台使用质量１２ ｔ 的锚， １０ ｍｉｎ 内平均风 速约为 ２１ ｍ／ ｓ， 有效波高为 １３～１４ ｍ。 ２００２ 年 １２ 月 ２４ 日， 北 海 Ｇｒａｎｅ 油 田 的 “Ｓｃａｒａｂｅｏ ６” 号钻井平台经历了走锚事件［２］。 走 锚时形成的张力比试验张力高出约 ５０％， 导缆孔 中的锚链出现破裂， 最终隔水管脱离， 钻井平台安 然无恙。 该平台导缆孔沟槽过少， 造成锚索弯曲及 破坏强度降低， 因此极易引发锚索断开等连锁事 故。 事故中平台使用质量１５ ｔ 的锚， １０ ｍｉｎ 内平均 风速约为 ２２ ｍ／ ｓ， 有效波高为 ９􀆱 ０～９􀆱 ５ ｍ。 以上 ２ 起走锚事故虽然最终没有造成严重的后 果， 但是存在加剧的风险， 引发其他连锁事故， 因 此应提高重视程度， 减少走锚事故的发生。 ２􀆱 ２ 走锚原因分析 通常的走锚事故主要由恶劣的环境条件引起， 此外， 设备和人员因素也会导致走锚， 具体原 因［６］分析如下 ①环境载荷过大。 载荷过大， 锚 抓力的大小和方向随着外力而发生改变， 锚索动张 力大于锚的承载能力时发生走锚。 ②平台偏荡。 当 外力较大时， 由于锚链的约束作用， 平台会产生周 期性的偏荡运动， 使锚链受到周期性的冲击张力， 冲击力过大时锚被拖动， 引起走锚。 ③抛锚不当。 包括工作船后退速度不够或放链过快导致锚索拉力 过小； 底质太硬， 锚爪不能深入土中； 出链过短使 锚不能正常抓地。 此时稍有外力作用， 便发生走 锚。 ④载荷方向改变。 载荷方向的改变会使锚索方 向改变， 从而拖动锚杆和锚爪转动， 破坏原来锚的 抓底姿势， 造成锚的承载能力降低， 引起走锚。 ⑤ 锚泊设备因素。 包括锚泊设备老旧、 锚的类型或尺 寸选择不当等。 ⑥人为因素。 包括管理措施不完 善、 未及时发现走锚前兆及维检修制度有缺陷等。 ２􀆱 ３ 预防走锚的措施 （１） 适当提高锚索试验张力和锚的承载能力。 （２） 开展土壤调查， 提前计算海底土壤对锚 的承载能力。 （３） 更换锚的类型或尺寸， 如选用尺寸更大、 抓重比更大的锚等。 （４） 若传统拖曳锚 （浮锚） 不再满足要求， 考虑选用大抓力锚或增加串联锚。 （５） 关注气象变化， 在较大载荷来临或载荷 方向改变前放松相应锚索， 减小锚索动张力。 （６） 规范抛锚流程， 选择天气好的时间抛锚， 选择合适的锚地， 控制工作船速度和放链速度等。 （７） 完善人员管理制度， 定期检查维护锚泊 系统， 提高人员操作水平。 （８） 灵活使用侧推器， 以抵消走锚引起的张 力不平衡。 ３ 制动系统失效 当锚机刹车装置失灵时， 即发生制动系统失 ９７２０１５ 年 第 ４３ 卷 第 １１ 期刘正礼等 深水油气勘探开发锚泊事故研究及对策分析 效， 这时锚索将以不受控的方式释放。 制动系统失 效原因包括人为操作错误、 过度摩擦和刹车片松动 等。 制动系统失效与锚索断开类似， 会导致平台偏 移和张力分布不平衡， 易引发其他事故。 ３􀆱 １ 事故案例 ２００４ 年１２ 月１４ 日， 挪威海 Ｈａｌｔｅｎｂａｎｋｅｎ 油田 的 “海洋前卫” 号半潜式钻井平台 ２ 根锚链发生 故障［２］。 ２ 台锚机无法控制锚链， 导致 ２ 根锚链以 不可控的方式被释放， 平台在３～５ ｍｉｎ 内漂移量达 到 １６０ ｍ， 平台发生 ７～１０倾斜。 在大约 １０ ｍ 巨 浪作用下， ２ 台锚机的刹车装置几乎同时失效， 连 接的带式制动器失灵。 事故发生时平台附近风速为 ３１ ｍ／ ｓ， 浪高 １５ ｍ， 钻井作业暂停。 由于刹车带已经破损， 没有按照程序进行安 装， 棘爪制动机构失灵。 平台的偏移导致钻井立管 发生故障， 张力系统破裂， 海底的防喷器倾斜 ６， 锚机系统损坏， 井口受损。 立管已经连接到水下井 口， 事故发生时无法以足够快的速度断开， 因此立 管和井口都受到损坏， 立管的升沉补偿系统也被破 坏。 从事故的后果分析可以看出， 事故存在严重的 隐患， 如果平台在油气层钻进时发生类似的故障， 甚至可能导致井喷事故的发生。 ３􀆱 ２ 事故原因分析 平台运营时间已经超过 ２０ ａ， 导致平台锚机制 动功能和海底立管快速断开功能失效。 挪威石油安 全管理局调查得到的事故直接和间接原因［２］如下 ①带式制动器的抓力小于规定值； ②制动器操作不 正确； ③缺乏如何操作备用制动器的知识， 没有按 照规定程序操作锚机； ④缺乏如何使用锚机及何时 断开锚机的知识； ⑤锚机缺乏足够维护； ⑥没有按 照标准和程序断开立管； ⑦操作员对于断开钻井立 管缺乏足够的知识； ⑧人员资质不够， 锚链张力测 量不够准确； ⑨气象数据的测量和报告不充分； ⑩ 操作员确保作业安全实施的职责执行不力。 大多数制动系统失效事故发生于锚泊操作过程 中。 因为在此期间， 绞车处于启动状态， 而制动器 处于关闭状态， 所以系统容易发生操作错误。 但是 其失效的根本原因是制动器发生故障和缺少维护。 ３􀆱 ３ 制动系统失效的预防控制措施 （１） 根据控制原理制定操作规程， 严格按照 操作规程进行操作； （２） 锚机所处环境比较复杂， 因此需经常检 查控制箱内各接触器、 继电器动作程序是否正常， 一旦发现， 及时处理； （３） 经常检查各活动件是否灵活， 必要时增 加润滑脂； （４） 定期清洁各接触器触点， 保持原形和光 洁， 防止启动制动系统失效； （５） 使用 ２ 个独立的制动系统， 如果在锚索释 放过程中发现制动系统失效， 立即启动备用系统； （６） 注意锚机刹车片的维护与保养， 发现存 在松动等情况时及时进行调整； （７） 定期检查备用制动系统， 确保其可靠性。 ４ 锚泊事故的典型外因及应对策略 引发锚泊事故的因素很多， 包括内部影响因素 和外部影响因素。 内部影响因素可通过检查和规范 操作发现并控制。 具体内容如上文所述， 不再讨 论。 而外部影响因素通常具有偶发性和不可预见 性， 易造成严重的后果， 上述针对特定失效类型的 应对策略不再完全适用， 因此识别锚泊事故的外部 影响因素并制定相应的应对策略很有必要。 ４􀆱 １ 锚泊事故外部影响因素 锚泊事故的外部影响因素［７］包括环境、 人员、 设备和管理等。 环境因素 （包括台风、 内波和冰 载荷等） 是造成锚泊事故的主要外部因素。 人员 影响因素包括平台操作人员的受培训程度、 执行能 力、 工作经验、 技术熟练程度以及人员的身体状 态、 精神状态和工作态度等。 设备因素为其他设备 损坏造成的连锁失效， 锚泊系统与平台其他设备是 一个整体， 如果其他设备发生机械损伤、 疲劳损伤 或与锚泊设备发生碰撞等， 易引发锚泊系统失效。 管理因素包括管理混乱、 组织规章制度和操作规程 不健全、 麻痹大意以及领导决策失误等。 ４􀆱 ２ 事故案例 在我国台风和内波是造成锚泊事故最多的环境 因素。 我国南海台风发生频率高、 强度大， 已成为 影响平台锚泊安全的主要灾害。 例如， ２０１３ 年 １１ 月 ３０ 日， ＮＨ２ 平台和 ＮＨ５ 平台作业期间遭遇第 ２９ 号台风 “罗莎”， 造成不同程度的平台移位、 设 备受损和工期损失。 南海存在世界海洋中最强的孤 立内波， 其不易监测， 易造成大的平台偏移。 例如 ２０１４ 年 ４ 月， 由于内波作用， ＮＨ８ 号平台出现过 大偏移、 ２＃锚走锚、 隔水管张力绳断裂和琵琶头断 裂等问题。 有时锚泊事故涉及到多种因素相互关联。 例 如， １９８０ 年 ３ 月 ２７ 日半潜式住宿平台 “亚历山大 基尔兰德” 号在与导管架平台 “埃科菲斯克 埃达” 号架桥连接时发生倾覆［２］。 在强风但不是 ０８ 石 油 机 械２０１５ 年 第 ４３ 卷 第 １１ 期 风暴中 １ 根平台立柱受损， 海水进入， 当海水进入 第 ２ 根立柱后发生倾覆。 事故造成锚链断裂和平台 沉没， １２３ 名员工遇难。 经调查发现， 可能在平台 建造时已存在的一个焊接裂缝不断加剧导致了立柱 受损， 并且事故发生后并未开展及时有效的撤离和 救援工作。 该事故的发生涉及到环境 （大风）、 人 员 （未监测到裂缝）、 设备 （立柱受损） 以及管理 （撤离和救援不规范） 等多种因素， 各种因素共同 作用酿成了这场惨剧。 ４􀆱 ３ 典型外因的应对策略 为应对环境、 人员、 设备和管理等影响因素， 需做好环境载荷的预报和分析工作， 加强人员的培 训管理， 定期检查平台设备， 制定完善的作业管理 体系， 同时控制各因素的演化和联系， 关注细节因 素， 做到防微杜渐。 应重点关注典型的锚泊事故外部影响因素， 例 如台风和内波。 操船手册中根据风暴中心距离平台 远近的不同， 划分了预警级别并制定了相应的应急 策略［８］。 其中锚泊系统的调整包括提前进行锚泊 系统的检修， 平台减载进入自存状态后放松锚索 等。 其目的是减小锚索动张力， 进而降低锚索受损 概率。 内波来临前采取的应对策略与台风类似， 包 括减载、 检修和提前放松锚链等， 但是内波的检测 及预报技术不如台风成熟， 因此在内波多发季节应 提前做好内波突然到来的应急准备。 有时为减小某些外部因素的影响， 可通过收放 锚索控制平台位置， 例如 为避开井喷等引起的火 灾， 释放平台背风向的锚索， 使平台向井口上风向 移动； 抛锚作业不规范造成锚索张力过小和飞锚等 事故时， 为使平台位置不变， 可暂时放松对角线锚 索以保持张力平衡。 需要注意的是， 这些操作必须 在操作手册中已经有明确的规定前提下， 由受过培 训的工作人员完成， 否则不建议执行， 以防造成不 可预知的破坏。 ５ 结 论 （１） 深水锚泊事故的失效类型包括锚索断开、 走锚和制动系统失效等， 其中锚索断开所占比例最 大。 分析了各类锚泊系统失效的失效模式、 形成原 因和影响因素， 并提出有针对性的应对策略。 为保 证锚泊系统的功能和结构完整性， 需定期进行检 查、 维修、 清洁和更换锚索类型， 制定详细而完善 的维检修流程， 规范作业人员操作， 优化布锚方 案， 并根据实际情况进行必要的风险分析。 （２） 深水锚泊事故的外部影响因素包括环境、 人员、 设备和管理等， 其中环境是主要影响因素， 在我国台风和内波是最典型的环境影响因素。 部分 外部影响因素具有突发性， 易引发其他潜在事故， 需要格外注意并制定应急策略。 分析了各类外部影 响因素对锚泊事故的影响方式， 并给出台风和内波 等典型外因的应对策略。 （３） 我国油气勘探开发的深水发展战略必将 推进国产深水锚泊系统的设计、 制造与应用技术的 发展。 结合锚泊事故不同的失效类型， 研究深水锚 泊系统失效机理并提出有针对性的预防措施， 可为 我国深水油气开采的安全作业提供技术支持， 并进 一步为我国深水锚泊系统优化设计及风险分析提供 参考。 参 考 文 献 ［１］ ＡＰＩ ＲＰ ２ＳＫ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎ ＆ ａｎａｌｙ⁃ ｓｉｓ ｏｆ ｓｔａｔｉｏｎ ｋｅｅｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ［Ｓ］ 􀆱 ２ｎｄ ｅｄ􀆱 ， １９９６􀆱 ［２］ 简埃里克维南 􀆱 海洋工程设计手册 风险评 估分册 ［Ｍ］ 􀆱 陈刚， 译 􀆱 上海 上海交通大学出 版社， ２０１２􀆱 ［３］ Ａｎｏｎ􀆱 Ａｎｃｈｏｒ ｌｉｎｅ ｆａｉｌｕｒｅｓ Ｎｏｒｗｅｇｉａｎ ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ ｓｈｅｌｆ ２０１０－２０１４ ［Ｒ］ 􀆱 ＰＳＡ， ２０１４􀆱 ［４］ ＡＰＩ ＲＰ ２Ｉ Ａｍｅｒｉｃａｎ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ ｉｎ ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｏｒｉｎｇ ｈａｒｄｗａｒｅ ｆｏｒ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｕｎｉｔｓ ［Ｓ］ 􀆱 ２ｎｄ ｅｄ􀆱 ， １９９６􀆱 ［５］ ＤＮＶ ＯＳ Ｅ３０１ ＤＮＶ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｏｏｒｉｎｇ ［Ｓ］ 􀆱 ２００１􀆱 ［６］ 廖河树 􀆱 走锚的原因及判断方法 ［Ｊ］ 􀆱 天津航海， １９９７ （２） ２－３􀆱 ［７］ 陈国明， 朱渊， 孟会行 􀆱 深水油气开采作业风险分 析与应急技术研究进展 ［Ｃ］ ∥中国职业安全健康 协会 ２０１３ 年学术年会， 福州， ２０１３􀆱 ［８］ Ｒｅａｄｉｎｇ ＆ Ｂａｔｅｓ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｃｏ􀆱“ＪＩＭ ＣＵＮＮＩＮＧＨＡＭ” ｓｅｍｉｓｕｂｍｅｒｓｉｂｌｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｕｎｉｔ ｍａｒｉｎｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍａｎｕａｌ ［Ｋ］ 􀆱 Ｈｏｕｓｔｏｎ， １９９９􀆱 第一作者简介 刘正礼， 高级工程师， 生于 １９７４ 年， ２０１０ 年毕业于长江大学石油与天然气工程专业， 获硕士学 位， 现从事海 洋 钻 完 井 技 术 研 究 和 管 理 工 作。 地 址 （５１８０６７）广东省深圳市。 电话（０７５５）２６０２２３５３。 Ｅ⁃ｍａｉｌ ｌｉｕｚｌ＠ ｃｎｏｏｃ􀆱 ｃｏｍ􀆱 ｃｎ。 收稿日期 ２０１５－０４－２１ （本文编辑 刘 峰） １８２０１５ 年 第 ４３ 卷 第 １１ 期刘正礼等 深水油气勘探开发锚泊事故研究及对策分析