摘要：近年来，随着海洋石油工业的不断发展以及国家对海洋环境保护力度的不断加大，对海洋石油平台的总体设计提出了新的要求，管道系统设计是海洋石油平台总体设计的一项重要工作，该项工作贯穿于整个设计阶段。因海洋石油平台空间有限，设备布置极为紧凑，而且对安全性、可靠性要求极高，因此，一个较好的管道系统设计对于整个平台安全可靠运行、方便操作和维修有着重要意义。基于此，本文主要对海洋石油平台配管设计与安全进行分析探讨。
关键词：海洋石油平台；配管设计；安全
1、前言
中国对海洋的资源利用的设计提出了新要求，管道在海洋平台的设计过程中，要考虑的因素很多，如安全因素、环境污染因素等，对于海洋石油平台管道布置设计需要一定的知识和实践经验，特别是对管道系统的布置设计要进行详细的论述。一些专业的管道设计在早期需要有关专业设计人员进行访问和交流，才能确定管道的最佳位置。在连接过程中，需要尽量采用焊接的方式处理，避免发生事故，要重点监控法兰连接处，避免危险介质泄露，造成安全事故。
2、海洋石油平台配管设计与安全
2.1管道布置设计
管道布置是在设备间进行线形的布置，一个合理的管道布置设计应在符合国家标准及规范的基础上，从安全、操作维修和经济性之间的平衡来综合考虑。
2.1.1设计输入条件和资料准备
在平台管道布置设计前需要具备一定的设计输入条件和资料，主要包括以下几个方面：（1）各管道系统的P&ID及管道数据表；（2）拟布置设备、塔罐、容器的详细资料：如设备总图、接口图及相关要求等；（3）有关的仪表资料：如流量计、安全阀、关断阀等详细资料；（4）有关结构资料：如平台结构图、房间布置图、舾装布置图等；（5）电气及仪表电缆托架布置图及有关安装图等；（6）有关动设备性能方面的详细资料，如机组的压力、温度、驱动方式、转速等资料；（7）风机、空调安装图；（8）管道设计规格书；（9）设备布置图。
2.1.2管道布置设计的基本原则
在具备上述输入条件及资料并对其有足够的了解后便可开展管道布置设计工作，在平台管道布置设计过程中，因设计人员对管道布置设计的理念不同、经验的差别，所以管道的布置设计也有所不同，但管道布置设计有其共同遵循的设计原则。
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（1）合规合理性：海洋石油平台的管道布置设计应符合项目所在国的相关法律法规、标准规范的要求以及工艺要求；（2）安全性：在管道布置设计时应考虑其安全性，如：人员通行处，管道底部的净高不宜小于2.2m；法兰的位置应避免处于人行通道和机泵上方；高温管道应布置在远离操作人员工作之处，该要求如果做不到，那么，管道应当进行隔热处理；再如：凡有可能以不安全姿势操作阀门的位置，或者有危险的地方，都不能安装阀门等；（3）操作维修性：管道布置应不妨碍设备、机泵和自控仪表的操作和维修，在管道布置设计前，对有关设备、机泵和自控仪表的操作维修特点应有足够了解，以便留出足够的空间；（4）可接近性：管道系统上的部件如手动操作阀、仪表等应位于操作人员容易接近之处，如公用站和消防软管站的位置应尽量靠近平台边缘；对于有压力表、流量计等示数仪表的管道，应把阀门配置在能看到压力表、流量计之处，以便操作人员接近操作；（5）美观性：管道布置应整齐有序、横平竖直，成组成排，便于支撑等；（6）经济性：在遵循上述原则的同时，应尽可能以最经济的管子、管件数量进行管道布置设计，如在保证管道柔性及管道对设备管嘴的作用力和力矩不超出允许值的情况下，用最短的长度、最少的管件连接起来，尽量减少焊缝等。
2.2管道支架设计
管道支架是指为管道系统和系统范围内用于控制应力所提供的支撑，管道支架不仅可用于支撑管道重量，同时还可用于控制管道热力位移和动力影响。
2.2.1支架设计需考虑的主要因素
管道支架设计应综合考虑管子、管件、环境条件等各种因素。
（1）管道支架设计时除应考虑携带介质的管道重量、保温层和其它一些荷载因素的重量外，还需考虑气候变化所带来的管道附加重量，如冰、雪堆积所造成的外部荷载重量；（2）管道支架设计时必须考虑到动态效应和临时荷载的影响，如冲击、水锤、风和波浪荷载、地震、机械振动和排放反作用力等；（3）管道支架设计必须能处理在正常和异常操作情况下由热膨胀和收缩引起的热位移。设计时，尽量不应将管子完全固定，因为这将在某种程度上造成载荷从一个支架到另一个支架或管道的载荷反传递。热位移必须通过采用导向支架和弹簧支吊架进行调节；（4）在某些情况下，在管道装有阀门或其它部件的重载荷段，把支架布置在重载荷等附近，可避免造成管道重载部位下垂和重力超载；（5）必须处理由扭转造成的应力和变形，不给管道增加附加的应力；（6）设计的管道支架应有较大的安全系数。
2.2.2支架形式选择
（1）弹簧支架：弹簧支架一般安装在有垂直膨胀伸缩而无横向膨胀伸缩之处，安装时必须保证弹簧能自由伸缩；（2）弹簧吊架：弹簧吊架一般安装在垂直膨胀的横向、纵向均有伸缩处，吊架安装时，应偏向膨胀方向相反的一边；（3）带底座的弯管支架：底座L型支架专门用于支撑管道系统垂直方向荷载；（4）导向支架或管卡：导向支架或管卡使管子沿轴向移动；（5）限位器：限位器是避免、阻碍或限制管道因热力自由移动的器件；（6）固定支架：固定支架一般是一刚性限制结构，用以保证管道在三个座标轴线方向上，既不直接也不旋转移动；（7）管支托：管支托是焊接在工作管道上的一段管子或钢腿，用以支撑管道。
3、结语
海洋石油平台管道布置设计要考虑的因素很多，这些因素可以在平台上或多或少地影响管道的设计，规划应以安全、功能、经济、美观为标准，而且能够轻松构建，以确保随后的检查和维护。在管道设计中，针对特殊工况，可能需要使用特殊的管道布置方式，但是必须综合考虑各种工况和法律法规，保证安全的前提下同时也要征求业主意见，最后才能提交一份令各方满意的设计。
参考文献：
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[2]吴家鸣．海上钻井方式的演变与不同类型移动式钻井平台的特点[J]．科学技术与工程，2013（10）：2762-2769．
论文作者:陈修辉,王艺,程久欢
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/9/18
标签：管道论文; 支架论文; 海洋论文; 平台论文; 操作论文; 石油论文; 荷载论文; 《基层建设》2018年第26期论文;