海洋修井机安全通道设置探讨

关双会1.中海油能源发展装备技术有限公司机械设备技术服务中心，天津 3004522.西南石油大学经济管理学院，四川成都 610500

海洋修井机安全通道设置探讨

关双会1，2
1.中海油能源发展装备技术有限公司机械设备技术服务中心，天津 300452
2.西南石油大学经济管理学院，四川成都 610500

我国对海洋石油生产设施中安全通道设置及设计尺寸的要求，在相关规范、标准及法规中均有明确规定，但对海洋修井机的安全通道设置要求却没有明确论述。列举了海上生产设施涉及的安全通道类型，主要包括逃生通道、消防通道、应急通道、操作通道以及维修通道，同时介绍了每一种通道的相关标准和规范中的设计要求。对海洋修井机装备上的井架总成系统、钻台总成系统、下底座总成系统以及附属设施中的泥浆固控系统这几个主要部位通道的设计现状，分别进行了论述，最后给出符合设备实际情况的通道设计要求，以便指导相关设计，使其既符合安全要求，又满足设备生产需要。

海洋修井机；安全通道类型；设计尺寸

海洋石油行业属于高风险、高投入、高科技行业［1］，其生产处所多位于远离陆地的海洋中，工作环境恶劣，工作风险系数高，一旦出现危急情况，处理难度极大。我国对海洋石油生产设施的安全设计有严格的要求，其中有关海洋石油生产设施中安全通道设置及设计尺寸要求，相关规范、标准及法规均有明确规定，但对海洋修井机的安全通道设置要求却没有明确论述［2］。

海洋修井机位于海洋石油生产平台上层甲板上，是上层甲板上最大的石油生产装置，由于受限于平台整体承载能力、安装空间尺寸等经济性条件约束，所涉及的通道不能够无限制地自由设置，但又缺乏明确针对海洋修井机相关通道的设置要求，使得海洋修井机相关通道设计、建造和验收标准不统一。

根据海洋修井机装备上需考虑的几种通道情况，依据装备操作使用要求，分别进行了讨论，得出符合设备实际情况的相关通道的最低设计标准，以便指导相关设计，使其既符合安全要求，又满足设备生产需要。

1　海上生产设施通道基本类型

海洋石油工程海上生产设施主要涉及以下几类通道：按功能分有安全通道和作业通道，安全通道包括逃生通道（脱险通道）、灭火通道（消防通道）、应急通道等；作业通道包括操作通道、维修通道等。针对海洋修井机装备而言，设计及建造工作中需要考虑的通道主要有逃生通道、消防通道和维修通道，需要考虑的区域位置主要为井架总成系统、钻台总成系统、下底座总成系统等，其中以钻台总成系统中钻台面通道设置最为困难。

海洋修井机装备中的通道通常是依据船舶工程以及海洋工程方面规范及标准中相关的要求来设计的［4-6］，但因所参照的规范及标准中所要求的深度不足或对海洋修井机不具有针对性，给海洋修井机的设计与建造及检验工作带来一定困扰。此外，由于海洋修井机的设计与建造常常受到各方面条件的限制，通常将逃生通道与消防通道的设计合二为一，以要求高的通道为设计前提，从而满足两种功能通道的规范规定要求，有时甚至将操作通道和维修通道也一并考虑。

2　不同通道设计规范要求

2.1逃生通道（脱险通道）

逃生通道是海洋石油工程设施装备在设计之初必须考虑的，且在装备投入使用前必须保持畅通的一类通道。该类通道主要是保证设备操作人员的安全。

（1）《海上固定平台安全规则》中针对平台生活区内的人员通道设计尺寸要求最小净宽度不小于1 m，生活区扶梯的宽度应不小于800 mm，而针对生活区的逃生通道（脱险通道）的具体尺寸没有明确要求，只对逃生梯道宽度作了明确的要求，为宽度不小700 mm，与正常的人员通道梯道宽度要求相比有所降低。对于生产甲板区域的逃生通道及消防通道，没有给出明确规定。

（2）《海上移动平台入级规范》第7篇第12章第3节的12.3.6条对脱险通道的尺寸进行了定性描述：脱险通道应有合适的尺寸以使需要逃离的人员迅速有效地逃离，并便于担架的使用和消防器材的移动。由此规范可以看出，灭火通道可以和脱险通道设计为一条通道，且通道的尺寸除要满足人员通行外，还要适应自身所配备的消防器材的移动与通过。

（3）《国际海上人命安全公约》（SOLAS公约）中对人员密集区域的脱险通道有明确要求，舱壁甲板以下处所梯道净宽不得小于800 mm，起居处所和服务处所梯道环围的直接出入口宽度不小于900 mm，而对货船及类似的生产操作区域（机器处所）只是给出了定性要求。

（4）国内大多数海洋石油平台及相关设施设计所参照的中国船级社规范《海上固定平台入级与建造规范》（1992版）中第6篇第3章的3.1.4节有关脱险通道的内容，也只对相关设施人员密集区与非密集区的脱险通道进行了定性的描述。

（5）《国际消防安全系统规则》（FSS规则）第13章中对船舶相关的脱险通道进行了详细的阐述，该规则对人员密集型的客船以及非密集型的货船两大类的不同区域给出了详细的说明和要求。其中客船要求的通道净宽度不小于900 mm，而对货船上用作脱险通道的梯道和走廊等要求最小净宽度为700 mm。

（6）《浅海固定平台规范》第8篇第1章第4节“脱险通道及逃生路线”一节中，针对脱险通道及逃生路线在井口区、处理区和原油存贮区以及通用机械区和控制站等区域的布置原则给出了要求，而对脱险通道及逃生路线的尺寸没有明确规定，所需要参照的标准或规范也没有明确，但其针对围蔽的生活区内的脱险通道给出了具体而明确的尺寸要求：宽度不得小于1.5 m。在第3篇第1章第2节“钻井装置设计的基本要求”一节中，对钻井甲板的逃生通道设计也只给出了定性要求：“钻井甲板上应至少设有两个相互远离的无障碍的通道”，并无明确尺寸规定。

（7）SY/T6804-2010《海洋平台钻机设施布置规范》第4章“布置原则”里的4.3条对海洋钻机设施的逃生路线和通道给出了定性要求，描述为“逃生路线和通道应保证作业人员能快速安全到达集合区”。

（8）SY/T 6803-2010《海洋修井机》第6章布置原则里的6.3.2条对海洋修井机移动底座及钻台设施在不同井位时的逃生路线和通道给出了定性要求，描述为“逃生路线和通道应不少于两处梯子或通道”。但只说明要有通道，并没有给定宽度。

综上所述可见，脱险通道及逃生路线宽度确定的依据与该区域人员密集程度密切相关，且人员分布越密集，脱险通道设置则越有明确的规定。在有关设备操作区、井口区等区域只是定性地进行了规定。

海洋修井机井架总成系统区域、钻台总成系统区域以及下底座总成系统等相关操作区域内，人员的分布情况为井架二层台1人次，钻台总成的钻台面区域作业期间3～4人次，而下底座操作区内通常为1～2人次，井架与钻台区人员累加为至少4人次，较之人员分布密集的生活区而言，人员密度分布不及生活区的十分之一，因此，海洋修井机相关的脱险通道及逃生路线尺寸的设计，应根据自身的实际情况和需要来确定。

2.2消防通道（灭火通道）

消防通道作为安全通道重要内容之一，在各海洋工程相关的规范标准中都有规定，但只达到定性程度，不同海洋工程设施需根据各自具体情况进行设计。在海洋修井机的设计与建造工作中，通常是与脱险通道一起考虑的，但前提是要求通道满足脱险与消防的基本要求。

（1）针对移动平台的灭火通道的要求，在《海上移动平台入级规范》中明确要求需要设置相关灭火通道，而在第7篇第12章第3节的12.3.6条的描述内容中可以知道，灭火通道的尺寸是要以适应自身消防器材的移动为准则。

（2）《国际海上人命安全公约》（SOLAS公约）中对于消防通道的规定并没有很多的描述。通常情况下，脱险通道的设计尺寸是能够满足海上生产设施所配备的消防器材的顺利通过。

（3）《海上固定平台入级与建造规范》中第6篇第4章的关于探火和灭火的有关内容中，也并没有提出具体消防通道的设计尺寸要求。

（4）《国际消防安全系统规则》（FSS规则）中对于消防通道的规定同样没有很多的描述。

（5）《浅海固定平台规范》中第8篇第1章第1.1.2条基本原则中明确了相关平台需设置灭火通道，更为详细的规定则没有描述。

2.3操作通道

操作通道是一项最基本的设计指标［7］，在设计与建造过程都会考虑到，其空间和尺寸也能得到足够的保证，在海洋石油生产设施及海洋修井机的设计建造工作中遇到的困难不是很突出。

2.4维修通道

在《浅海固定平台规范》第3篇第1章第2节钻井装置设计的基本要求一节中，明确了设备的布置应留有合适的通道和照明以便于操作人员进行操作、监视、检查和维修的要求。

在SY/T6804-2010《海洋平台钻机设施布置规范》的第4章“布置原则”里的4.5条给出了定性要求，描述为应留有足够的操作和维修空间。

3　海洋修井机通道设计现状

海洋修井机在总体组成上涉及到通道的位置主要有井架总成系统、钻台总成系统、下底座总成系统以及附属设施中的泥浆固控系统，在有关安全通道以及作业维修通道方面存在最多问题的地方为钻台总成系统安全通道的设置，设计现状主要如下。

3.1井架总成系统逃生通道

现有海洋修井机井架总成系统高度约33 m。修井机在正常作业情况下，仅井架二层台位置有1人作业。据此，在井架主体结构的两侧面均设置有逃生以及维修用的直梯，直梯有效净宽度为400 mm，能够满足1人安全通过，符合现行国家标准规定尺寸400 ～600 mm的要求［8］。该通道不仅是逃生通道，也同时作为维修通道。此外在天车台合适位置设置有应急逃生滑索装置，但限于平台环境的特殊情况，该滑索通常没有安装或应用。

3.2钻台总成系统逃生通道及消防通道

钻台总成系统中的钻台面积和空间通常很小，设备布置密集，因此是安全通道及维修作业通道设计中最难的一个位置。受限于平台承载及平台顶甲板设备布置情况，钻台尺寸通常为12 m×10 m左右，作业面积约150 m2，但布满了专用设备，因此，在钻台面位置上，脱险通道、消防通道、操作通道以及维修通道通常是一同考虑的。目前，在设计中较为常见的设计尺寸为：主脱险通道尺寸为1.0 m、辅助脱险通道尺寸为0.8 m，但实际建造完成后的通道净尺寸达不到设计指标，由此造成验收困难问题。

3.3下底座总成系统逃生通道及消防通道

该位置设备布置较少，空间较大。设计时所要求的通道尺寸：主脱险通道净宽度尺寸为1.0 m、辅助脱险通道净宽度尺寸为0.8 m，建造后的实际情况基本可以满足。但在高度尺寸上，受到钻台总成主体结构影响，较早期制造的海洋修井机的下底座总成系统中所设置的通道，均不能满足作为逃生通道的要求，只能作为维修通道，而在近期制造的修井机在高度上给出了净高度要求大于2.2 m的规定，才能符合逃生通道的高度要求。由于钻台面高度设计及修井机自身稳性性能考虑，多数情况下也存在一定困难。

3.4附属设施类通道

附属设施中主要是泥浆罐组系统涉及到安全通道问题，在设计与建造中都可满足。此外，在平台顶甲板全面积范围内的安全通道设计，也常因海洋修井机及附属设施的安装与就位造成通道的尺寸不足。这在实际工作中是比较常见的情况。

4　结论与建议

通过对海工设施设计与建造相关的规范与标准的研究，可见海洋修井机在设计与建造时所需要设置的通道，应根据具体的情况具体分析，设计出合理、有效、符合实际的安全通道及作业通道。

此外，根据中国成年人人体尺寸数据显示，人体最大臂宽为486 mm［9］，而在机械安全方面，避免人体各部位挤压的最小间距数据显示，对于人体臂部最小的尺寸要求为500 mm［10］，通用担架最大宽度为530 mm［11］。以上这些基本数据应当是用来确定脱险通道、灭火通道以及操作与维修通道等设计尺寸的基本依据。据此提出如下建议。

（1）海洋修井机的脱险通道、逃生通道以及操作和维修通道设计的最小净宽度应不小于600 mm，而配套的梯道（主要指斜梯类）为钻台以及下底座中层甲板等区域至平台顶甲板相应通道的出入必经通路，建议宽度的净有效尺寸不小于800 mm为宜，也符合国家标准规定的经常性单向通行及偶尔双向通行净宽度为800 mm的要求［12］，而且与海上实际状况一致。

（2）脱险通道与逃生通道设为同一条通道的，应考虑保证海洋修井机自身配置的可移动式消防器材的顺利移动。

（3）脱险通道与消防通道设计尺寸不应混淆。

（4）在针对海洋钻修井装备的法规、标准以及规范中，应明确指出脱险通道、消防通道以及操作和维修通道的设计尺寸要求，使海洋钻修井设备有一个共同的基准设计参考。

［1］傅成玉.中国海洋石油勘探开发科技创新体系建设［J］.中国工程科学，2011，13（8）：15-21.

［2］SY/T6803-2010，海洋修井机［S］.

［3］方华灿.低碳经济与我国海洋石油平台［J］.中国海洋平台，2011，26（3）：1-5.

［4］付俊明.船舶脱险通道若干问题探讨［J］.船海工程，2010，39 （4）：48-50.

［5］许朝阳.关于船舶脱险通道安全检查的探讨［J］.世界海运，2011，34（4）：35-38.

［6］王井封.某货船脱险通道布置的缺陷分析［J］.江苏船舶，2014，31（2）：42-44.

［7］刘江歌，宫慧君.海洋钻机模块机械设备安装探讨［J］.石油和化工设备，2014，17（3）：50-51.

［8］GB 4053.1-2009，固定式钢梯及平台安全要求第1部分：钢直梯［S］.

［9］GB 10000-88，中国成年人人体尺寸［S］.

［10］GB 12265.3-1997，机械安全避免人体各部位挤压的最小间距［S］.

［11］GJB 831-1990，通用担架［S］.

［12］GB 4053.2-2009，固定式钢梯及平台安全要求第2部分：钢斜梯［S］.

Discussion on Safe Routes Setting ofOffshore Workover Rig

GUAN Shuanghui1，2
1.Mechanical Equipment Technology Service Center，CNOOC Energy Development and Equipment Technology Limited Company，Tianjin 300452，China
2.Schoolof Economics and Management，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China

In China，the requirements of safe routes setting and their design sizes for offshore petroleum production facilities are explicitly stipulated in relevant codes，standards and laws，but not for offshore workover rigs.This paper enumerates the safe route types of offshore petroleum production facilities including escape route，fire fighting route，emergency route，operation route and maintenance route，introduces the design requirements of relevant codes and standard for each kind of route，and discusses the current design status of main system safe routes in offshore workover rigs，including derrick integral system，drill floor integral system，lower base integral system and mud solidification control system.Finally，it presents the design requirements of safe routes in accordance with real situation of the facilities，so as to guide relevant design.

offshore workover rig；safe route type；design size

10.3969/j.issn.1001-2206.2016.01.010

关双会（1975-），男，黑龙江宁安人，高级工程师，1999年毕业于哈尔滨工程大学船舶工程专业，主要从事海洋工程设备设施运维技术研究与管理工作。Email：gsh0214@163.com

2015-04-10；

2015-08-25