刘海静 胆雯
海洋石油工程股份有限公司 天津 300452
摘要：当海上石油平台使用结束时，为了保护海洋生态环境和保证海上航行安全等主要功能的实现，有必要拆除退役的平台。由于海上石油平台拆除是一项系统性工程，它涉及了政治经济、法律法规、技术和成本等多个领域，会受到多种因素制约。本文从海上石油平台的产生背景及影响因素、拆除计划以及拆除后的弃置方法，阐明海上退役石油平台的拆除工程。
关键词：海上石油平台；拆除；技术；弃置
在海上建设导管架平台等结构物源于上世纪六十年代海上石油的开发热潮，而我国石油开发时间虽短，但发展迅猛，目前建起的近海石油平台已有上百座。石油开发带来了巨大的经济效益，同时破坏甚至改变了海洋生态环境，当石油资源消耗殆尽，如何安全处理退役的石油平台尤为关键。来自政府、人民群众各方的声音呼吁要对海洋生态环境负责，拆除石油平台，归还海洋原貌。基于此，本文研究并探讨了关于近海石油的桩基式导管架平台拆除技术和工程的发展状况。
1石油平台的拆除方案及流程
海上石油平台拆除前需要做大量的准备工作。首先需要向国家主管部门申报批准退役平台的处置方案，获批后，检测待拆除平台的状态，根据政治、环境、法律法规、经济成本、安全性等诸多因素制定石油平台拆除最佳方案。为确保方案的实施进展，需制定详细的拆除日程表，灵活安排工期。从测算结构部件到实施拆除工作，再到将拆卸后的部件弃置方式，整个过程都需要大量的资源投入和强大的技术支持。
2桩基式导管架平台拆除技术的应用
2.1拆除方法及要点
拆除石油导管架平台的方法应根据其所处环境和具体构造而定，总体来说分为三步——“分”，“装”，“运”。
“分”，指分离。按照平台搭建的原方案启动起重船，通过切割技术将导管架上下结构分离。
“装”指装运。导管架平台被切割分离后，需要将其结构件吊起装载到驳船等运输工具，也可以捆绑在其他浮体装置上。
“运”，指运输。导管架分离后的结构件被运送至拆卸场地，或者直接倾倒海域。
2.2海上石油导管架的构造
其构造主要有以下五个部分：模块。按原安装方案进行反向拆卸连接，并用起重机吊离。上部结构。将其与导管架主腿断离，并用起重机按其重量吊离。导管架。按照重量分为两类。一类，位于浅海区在空气中重量约为5000t的导管架，拆卸时可以切断井管和内桩，然后整块起吊搬移，这就需要很大的操作空间和运载驳船；另一类是深水区重达15000-20000t的导管架，在切割前需要清洗顶部以下、55米以上的部分结构，拆除方式更为复杂，需要切割分离、部分拆除、倾倒等多种方式共同施行。管线。拆除方式有四种：①拆除——移到海面——移至海岸；②埋置：筑围，或倾倒岩石；③部分拆除；④留在原地。水下结构。一般指中深度至深水区域，这部分有导向基板、单井等用来探测油井的结构。
2.3清除导管架构件内外的积泥
清除海底导管架构件内外的积泥是实施海底导管切割的第一步，目的是释放空间以便切割工具放入。清除积泥并非易事，尤其在100m水深的地方对平台进行清洗最为困难。由于泥泵吸泥的深度受到限制，在泥泵达不到的深度下，需要采用水下泥泵的高难度技术。另外，管内外混有石块杂物的积泥经过长期堆积变得板结，必须先用高压水冲散稀释，再用泥泵吸泥或是气力提升方式清除，但效率较低。这些问题都会增加施工难度，而且所需要的设备也会大大提高费用成本。
2.4实施切割
2.4.1热喷枪切割
热喷枪切割具有高速率的穿透能力，能够切割水泥和混凝土，但是在水下很难控制，切割的过程中会产生大量烟雾，操作人员需要在2至3米的范围控制其燃烧速度，所以使用热喷枪切割并不精确。
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2.4.2钻石锯
相较于热喷枪，使用钻石锯在切割时更加精确可控。其作用是实现位置控制和支撑，通过使用夹具、导轨和附加设备得以实现。最大锯片的切割深度一般约为600mm，如果在水底经过冷却作用，切割距离可深至1000mm。
2.4.3钻粒缆切割装置
钻粒缆切割装置是一种可靠的技术，依靠在石油天然气工业中多年的应用被业界广泛认可。其优点在于，当进行分割吊离等操作时能够使断口迅速断离，甚至在轴向的巨大压力下也能有效切割导管架的主要管件，在水下使用更加可靠。在切割重力式混凝土平台上，钻粒缆显示了其巨大潜力，它能切割类似于1.5m的钢筋混凝土柱这种大截面厚度的构件。
2.4.4聚能爆破
线形聚能爆破技术用于各种混合和单个装置的切割，如小型导管架管道、泥浆管线以下隔水套管的切割，该技术在海上的工程界被广泛应用。聚能爆破技术一般在最后的切割技术前使用，它能对小中型管件进行预先爆破切断，但不能用来切割重型钢筋混凝土平台桩腿。
聚能爆破的威力很大，爆破时，炸药的数量要根据设备尺寸和其他特殊情况而定，以厚度达100mm的深水导管架的主要管道为例，进行爆破作业时，只能采用临时装置，不能使用起重设备，而且海上的辅助船和其他装置必须远距离停置。在实际操作过程中，要考虑爆炸时释放的能力和冲击波对周围的海上船只、海底生物的影响。
3拆除后的石油平台如何弃置
3.1改装再利用
简单来说，再利用模式有两种——改装之后继续生产油气，或者直接改作它用。
3.2原地倾倒
顾名思义，这是一种原地处置倾倒的方法，具体来说，导管架的管件被切割后，用绳索拖拽导管架平台上部，使其就地倒向海底。考虑到处置退役平台的安全性和便利性，原地倾倒是上佳之选。但是这种方法需要经过前期周密的策划和精确的施工顺序考量，才能保证安全有效。通过参考原始设计模型，利用计算机软件等现有技术，研究分析大量高技术性的结构工程，才能精确测算达到临界的构件和倾倒方向，预测有可能产生的破坏模式和危机。
3.3回收材料设备
对于拆除后的石油平台设备是否回收，需要考虑其商业联系和经济价值。有回收价值的材料如钛、不锈钢、铜、镍合金等，或是可以被改装的原动力装置、旋转设备、压缩机、交流发电机等设备。除了单纯回收材料，还要站在经济管理的角度考虑，被拆卸的平台是否能产生更多的经济效益。
3.4装运及卸载
在进行起重操作前，必须经过分析确定拆卸构件和次序，制作起重方案。对于切割分离后的导管架结构，需要使用重型起重船或其他起重附件吊离，放到与分离的结构部件相应尺度的驳船或半驳船上运走。
运输导管架的驳船需要具备与之相匹配的抗风浪能力，才能将重型装备及结构部件安全送达目的地。到达之后，再由拖车将其拉出，或驳船下潜使其脱离。
结束语
通过退役石油平台的拆除流程和技术介绍可知，这是一项非常庞大且技术性极强的工程，参与拆卸工作需要投入人力物力财力等大量资源。当初，人类为了开发石油资源兴建的庞然大物，在完成使命后，也要人为拆除，只有人类与海洋生态环境共生，才是获得可持续资源的最佳方式。
参考文献
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论文作者:刘海静,胆雯
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/29
标签：导管论文; 平台论文; 石油论文; 海上论文; 技术论文; 结构论文; 驳船论文; 《防护工程》2018年第10期论文;