摘要：随着科学技术的发展，我国的海洋石油行业有了很大进展，各种仪表的应用也越来越广泛。本文主要对海洋石油平台安全仪表系统进行设计和运用，旨在提升海洋石油开采的安全性，促进海洋石油开采效率的提升。
关键词：海洋石油平台;安全仪表系统
引言
随着自控仪表控制装置应用数量的不断增多，自控仪表系统的安全性问题已经越来越突出。通过分析海洋平台自控仪表系统的设计现状，综合油田自动化仪表系统的应用情况，得到在进行海洋平台自控仪表系统设计时，首先要制定科学合理的控制措施，控制功能要可靠，自控仪表装置的选择要合理，在满足以上条件的基础上，要重视海洋平台自控仪表系统的安全设计，由于海洋平台的工作环境恶劣，平台的空间小，运行危险性较高，因此需要重点提升海洋平台自控仪表系统的安全性。
1安全仪表系统范围
安全仪表系统包括传感器、输入电路、逻辑控制器、输出电路、终端元件以及与其他系统的接口电路等。它的作用是在出现故障时，切断危险源与系统的联系，使工艺流程处于安全状态。按测量参数分类，传感器主要分压力、温度、流量、液位四种;输入输出信号主要包括模拟输入(analoginput，AI)、数字输入(digitalinput，DI)、模拟输出(analogoutput，AO)、数字输出(digitaloutput，DO)等;逻辑控制器大多采用PLC实现控制功能;而终端元件包括关断阀、电磁阀、电机和泵等。
2安全仪表系统设计
2.1海洋石油平台安全仪表系统的防爆设计
当可燃性气体的比例较大时，理论上讲，如果超过爆炸极限比例，就不会发生爆炸，但是在这种情况下，如果可燃性气体的比例不稳定，掺混进其他，则也会很容易产生爆炸。所以在海洋平台运行过程中，应当尽量降低可燃性气体的比例，防止爆炸事故的发生。在海洋平台自控仪表系统防爆设计中，应当消除自控仪表系统爆炸发生的可能，利用消灭火源，密闭可燃其他等方法，提高海洋平台自控仪表的安全性能，进而提升海洋平台整体的安全性能。海洋平台自控仪表系统的防爆安全设计要按照国家相应的标准，通过采用各种避免爆炸发生的方法外，还可以通过利用特殊的结构，进行海洋平台仪表系统的结构防爆防护。在自控仪表系统运行过程中，即是采用了充分的防爆措施，也不能够保证系统的安全运行，因为如果海洋平台自控仪表系统运行时，与仪表连接的电缆安全性不高，也容易发生爆炸的危险。所以与海洋平台自控仪表系统的连接电缆也必须满足安全性要求。首先零类危险区域内必须使用符合要求的电缆类型，在零类危险区域内，电缆连接禁止使用接线箱。在危险区域内，过墙的电缆要和墙体的材料进行绝缘密封，防止电缆和墙体材料的直接接触，避免墙体材料的燃烧而引发的事故。
2.2传感器要求
传感器主要负责工艺参数的检测。传感器的工作稳定性直接决定了整个控制回路的质量。在一些设计中，基础过程控制系统(basicprocesscontrolsystem，BPCS)通常与SIS共用一个传感器。对于要求不高的场合，如SIL1时，其平均故障率范围为10－1～10－2，故共用传感器的做法是合适的。但是对于等级要求较高的场合，如SIL2时，BPCS与SIS都应该设置单独的传感器。如果采用公用传感器，一旦传感器在过程控制系统的设定点以下范围失效，而此时实际控制参数已经超过设定值，出现的情况可能是BPCS系统根据检测元件故障前的值进行反方向的调节，这就加大了工艺参数与设定点的偏差;而SIS却得不到控制参数超出或低于安全限的信号，这就导致了安全系统的动作失败。因此，传感器分离是必要的。对于SIL3，系统对传感器提出了更高的要求，有时要求采用不同的传感器，从而防止同一产品存在相同故障或隐患。
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2.3敷设电缆
设计海洋石油平台的走向控制的关键点就是敷设电缆。在敷设电缆的同时还要安装电缆桥架、电缆框和导线板，并按照图纸的设计标准和要求来控制电缆和其他设备的型号与规格。如果设计到穿越甲板或者舱壁的电缆，那么就要在甲板或者舱壁上钻孔，但是该钻孔的位置和大小标准要符合防爆、防水的要求，运用气割和电焊的方法来焊接桥架、电缆框和导线板等等。
2.4仪表控制系统的防爆安全设计
通过对爆炸原理分析得到，只有可燃气体比例在特定的范围内才会发生爆炸。当可燃性气体比例较小时，不会产生爆炸，但是可能会发生燃烧的现象。当可燃性气体的比例较大时，理论上讲，如果超过爆炸极限比例，就不会发生爆炸，但是在这种情况下，如果可燃性气体的比例不稳定，掺混进其他，则也会很容易产生爆炸。所以在海洋平台运行过程中，应当尽量降低可燃性气体的比例，防止爆炸事故的发生。在海洋平台自控仪表系统防爆设计中，应当消除自控仪表系统爆炸发生的可能，利用消灭火源，密闭可燃其他等方法，提高海洋平台自控仪表的安全性能，进而提升海洋平台整体的安全性能。海洋平台自控仪表系统的防爆安全设计要按照国家相应的标准，通过采用各种避免爆炸发生的方法外，还可以通过利用特殊的结构，进行海洋平台仪表系统的结构防爆防护。在自控仪表系统运行过程中，即是采用了充分的防爆措施，也不能够保证系统的安全运行，因为如果海洋平台自控仪表系统运行时，与仪表连接的电缆安全性不高，也容易发生爆炸的危险。所以与海洋平台自控仪表系统的连接电缆也必须满足安全性要求。首先零类危险区域内必须使用符合要求的电缆类型，在零类危险区域内，电缆连接禁止使用接线箱。在危险区域内，过墙的电缆要和墙体的材料进行绝缘密封，防止电缆和墙体材料的直接接触，避免墙体材料的燃烧而引发的事故。
3分析海洋石油自动仪表系统的设计内容及注意要点
（1）设计海洋石油平台自控仪表系统时，在同一个信号回路、屏蔽层以及排扰线设计工作接地时，接地点只能有一个，这样能够避免海洋石油平台自动仪表系统出现地电位差的问题，减少一些不安全干扰因素影响海洋石油平台自控仪表系统的安全性。此外，如果海洋石油平台自控仪系统不能够避免多点接地，那么就要用导线来将海洋石油平台自控仪表系统中的多个接地点进行有效的连接，进而将地电位差消除。（2）在设计海洋石油平台自控仪表系统接地时，要独立的设置接地系统，不能混接，要按照相互独立的接地系统标准来进行海洋石油平台自控仪表系统的接地工作。（3）电阻是海洋石油平台自控仪表系统接地系统的重要参数。当电阻值越低时，表明海洋石油平台自控仪表系统接地系统的性能越高。同时也要严格的设计和选择导线的接地连接点和导线的截面积。（4）海洋石油平台自控仪表系统屏蔽电缆的屏蔽层必须是接地的，且缆托架可16米做一个接地。（5）海洋石油平台自控仪表系统接地系统要运用独立的接地极，且要运用多股铜线的接地线。
结语
综上所述，目前，工艺过程对系统安全性能的要求不断提高，这也对仪表的设计工作提出了更高的要求，而设计工作的优劣直接影响生产能否安全、平稳地运行。因此，在进行安全仪表设计时，设计人员应以国际标准和行业标准作为指导，不断学习新的技术，优化整体设计。同时，在进行仪表选型时，应充分考虑后期维护和维修的成本，尽可能选取标准产品，减少项目的整体投资。
参考文献
［1］朱春丽，洪毅，丁传晖．海洋石油平台安全仪表系统安全完整性等级评估缺［J］．化工自动化及仪表，2014，41(4):410－413．
［2］聂炳林，张剑波，林波．海洋石油平台自控仪表系统的安全设计［J］．石油工程建设，2003，29(3):23－24．
［3］张双亮，李庆涛．海洋石油平台安全仪表系统的设计与应用［J］．自动化仪表，2011，32(9):83－86．
论文作者:李炜,冯庆辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/25
标签：仪表论文; 系统论文; 海洋论文; 自控论文; 平台论文; 石油论文; 电缆论文; 《基层建设》2018年第33期论文;