自升式钻井平台的雷击风险评估方法

2015-05-30沈寰石烜苑世宁

科技资讯 2015年27期

关键词：雷击防护措施风险评估

沈寰石烜苑世宁

摘要：笔者依据GB/T21714.2-2008有关建筑物雷击风险评估的理论，结合海上自升式钻井平台的现场调研情况，提出了适用于自升式钻井平台的雷击风险评估方法。这套方法对其他钻井平台、油气生产平台、FPSO等海上油气设施也具有借鉴意义。

关键词：钻井平台雷击风险评估防护措施

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（c）-0040-03

随着我国海洋石油勘探开发事业的快速发展，海上设施不断增多，各种弱电设备也被大量投入使用。近年来，随着全球气候变化影响，雷暴天气增多，导致这些海上设备设施频繁遭受雷电灾害，已威胁到人员和设备安全，对正常生产作业带来一定的影响。

自升式海上钻井平台是一种用于钻探井的海上结构物，由平台、桩腿和升降机构组成，并装备钻井、动力、通讯、导航等设备。据不完全统计，近十年来，中国海油已有十多座自升式钻井平台遭受不同程度的雷电灾害，造成顶驱编码器、电子司钻服务器、顶驱变频器内部电路板、钻井仪表主机、视频监控设备、气体监测装置等关键设备损坏，造成数十小时的故障停机以及一定的直接经济损失。

为了有效减少自升式钻井平台遭受的雷灾损失，应正确开展防雷设计和施工工作。而防雷设计施工的前提，就是通过开展雷电灾害风险评估，确定平台是否需要防雷以及需要怎样的防雷措施，确保防雷设计施工安全可靠、技术先进、经济合理。该文中，笔者结合自升式钻井平台的现场调研情况以及GB/T21714.2-2008针对建筑物的雷击风险评估理论，提出了海上自升式钻井平台的雷击风险评估方法。

1 调研平台简介

实地调研的是一座典型的自升式钻井平台——中海油服所属的BH10平台，由新加坡马拉松船厂制造。该平台注册于由美国船级社（ABS），主要在我国渤海海域开展钻探井作业。

该平台如图1所示，由一个焊接的钢质单层船体组成，船壳外形大致为三角形，具有三根橇架式桩腿，每根桩腿端有一个桩靴。该平台总长64.72 m，宽53.65 m，型深6.10 m，井架长度44.2 m，桩腿总长109.83 m，平台凹槽12.19 m×15.8 m，桩靴直径12.19 m，桩靴高度6.52 m，桩靴面积147.25 m2，直升飞机平台直径21.34 m，最大悬臂长度12.19 m，转盘面至船底16.67 m。

2 调研平台现有防雷措施及缺陷

BH10平台现场勘察发现，平台井架、船身和桩腿可作为优良的直击雷接闪和泄放装置；（1）发电机输出端配有高压防浪涌装置，然而弱电系统的防雷措施还很不完善：平台线路大多露天布设或走半开放式桥架，屏蔽措施不符合防雷要求；（2）顶驱电磁阀和编码器、顶驱变频器、司钻控制台、钻井仪表、钻井仪表控制设备、各现场传感器、视频监控等均未采取浪涌抑制措施，等等。

3 风险评估

对自升式钻井平台进行雷击风险评估，是为了评估平台在现有防雷措施下的雷灾风险是否超出可接受的风险范围。如果雷灾风险超出风险允许值，应采取相应的防雷措施降低该风险。

3.1 风险组成

雷电流是引起自升式钻井平台雷电灾害的主要原因，损害成因根据雷击点位置的不同可分为以下两种。

（1） S1，雷击平台自身；

（2） S2，雷击平台附近区域。

上述形式的雷电影响可对自升式钻井平台产生以下损害。

（1） D1，雷击对作业人员造成的伤害；

（2） D2，雷击对平台设备设施造成的物理伤害；

（3） D3，雷击对电气电子设备造成的误动作或损坏。

每种损害，不论单独出现或与其他损害共同作用，会在自升式钻井平台产生以下各种损失。

（1） L1，人员伤亡损失；