一种海上边际油田简易平台的登乘结构

刘菊娥　吕津波　郑向荣　沙　勇

摘要：文章以BZ34-3/5井口保护架为例，提出一种海上边际油田简易井口平台的登乘结构，其结构简单合理，使用安全，便于维护，适合简易井口平台纯人工登乘方式使用。

关键词：海上边际油田；简易平台；登乘结构；中转平台；固定直梯；挂梯

中图分类号：TE951文献标识码：A文章编号：1009－2374(2009)12－0003－03

海洋工程中设计使用简易平台，是为了降低开发费用、提高开发经济效益，简易平台上通常采用无人驻守力式。但是，简易平台上部分设备设施在一定时间内仍需工作人员现场巡检维护，这样，就需要解决无人驻守简易平台工作人员登乘的问题。

无人驻守平台工作人员巡检登乘，通常根据登乘工具而划分为直升机转乘和船舶转乘。直升机转乘方式，需要在简易平台设置满足直升机起降要求的结构和设备，这种方式，工作人员就位速度快，反应灵活，但工程造价较高，运行维护费用也较高。船舶转乘方式，工作人员一般主要通过常规船舶泊靠登乘、遥控动力机械登乘等，这种方式受天气影响较小，技术成熟，设备投资较小；但是采用船舶泊靠方式也需要在简易平台上设计专用泊靠设施，并且泊靠设施处于水线面处需考虑泊靠设施承受海浪及海冰的抗击能力；另外，船舶在泊靠过程中不可避免要产生的对平台的碰撞，将对平台结构强度要求较高。因此，为满足泊靠作业会使简易平台结构复杂化，工程造价升高。通过遥控动力机械方式登乘，该方式对简易平台的动力供应设备要求较高，要求简易无人驻守平台应具备自有动力或海缆传输动力，因此，同样使得简易平台结构复杂化，工程造价升高。

在海上边际油田开发过程中，为了能够降低工程造价，需要更为适合的工作人员登乘方式，且具有设计和施工简单、不需要维护、安全保护效果好的优点，特别是简易平台上采用无机械不泊靠纯人工登乘方式，对于降低工程造价显得尤为重要。

一、登乘方案研究

对于BZ34－3和BZ34－5小型边际油气田的无人驻守简易井口保护架，检查维修设施较少，维护量极少。人员登乘频率不高，巡检，维护人员需求量预计为1～2人，检修周期仅为1～2次／每年。采用无机械不泊靠纯人工登乘方式较为理想。有以下三种方式可选择：

方案1：考虑人员登乘频率不高(每年1～2次)。BZ34-3/5井口保护架设置固定直梯+挂梯登乘形式。不考虑设置简易靠船设施，人员转乘船舶不与井口保护架靠碰。人员由停靠船只甲板通过直梯和挂梯登上井口保护架。该方案无活动部件，人员登乘安全可靠有效，并且制作简单。

方案2：考虑人员登乘频率不高(每年1～2次)。BZ34-3/5井口保护架设置固定直梯+软梯形式。考虑环境影响，直梯下端到海平面一定高度。在此高度以下到水面为软梯。人员由船只甲板通过直梯+软梯登上井口保护架。该方案无活动部件及动力要求，制造安装均容易。

方案3：BZ34-3/5井口保护架设置固定斜梯+滑动直梯+软梯形式。由于滑动直梯行程有限，需增加设置一层登乘甲板以提供斜梯与滑动直梯中转。

综合考虑，推荐方案1。

二、登乘结构

方案1的具体登乘结构如图1所示，包括中转平台1、固定直梯2及挂梯3，该中转平台1设置在简易井口平台上，且位于主平台4下方，且中转平台1设有一个以上的直梯攀登口11；固定直梯2上端固定连接在中转平台l的直梯攀登口11，如图1所示；挂梯3挂设在固定直梯2的下端。直梯2为下垂式直梯；挂梯3为轻质挂梯或软梯。

中转平台设置在简易井口平台距离海平面6～9m的位置，且位于主平台的距离为4～6m；本项目中转平台设置在简易井口平台距离海平面7.4m的位置，且位于主平台的距离为5.6m。中转平台的直梯攀登口分别设置在中转平台的正南方向及北偏东50～70度方向，如图2所示，中转平台的直梯攀登口的设置方向F1为设置在中转平台的正南方向及北偏东50度方向。直梯为下垂式固定直梯，该固定直梯上端连接在中转平台的直梯攀登口，下端距离海平面为3～5m；固定直梯下端距离海平面为4m。固定直梯上设置安全护笼21。

三、登程结构分析

1充分考虑了登乘方式的安全需要，在满足特定环晓条件登乘船舶运动安全要求下，中转平台的设置是根据当地海域通常风暴条件下，风浪拍击高度为海平面以上5m，以及《固定平台安全规则》规定的安全攀登高度限制，将其设置在海平面以上H1(7.4m)处，位于主平台下方H2-H1(5.6m)，主甲板一般设置在海平面以上H2(13m)。固定直梯为下垂式固定直梯，该固定直梯上端固定连接在中转平台的直梯攀登口，下端距离海平面约为H3(4m)。由于下垂式同定直梯下端如果撞击登乘船舶甲板，可能对在运行环境下进行升沉运动的船舶造成危害，由此联系当地海域潮高(+1m至-0.6m)、转乘船舶型式(干舷高1m)、运行环境下船舶运动幅度(船艉升沉+0.5m至-0.5m)设置直梯下端高度约为海平面以上H3(4m)；这样在运行环境条件下船舶在最大运动幅度时仍与下垂式固定直梯保持一定安全距离(即4-1-1-0.5=1.5)；并且使得登程人员在攀登困难的软梯段的攀登距离减小到最小。会同中转平台的高度位置，将原本直线攀登H2(13m)的高程，转化为H2-H1(5.6m)、H1-H3(1.6m)、H3(4m)的三个分段距离；另外，由于固定直梯安装有安全护笼设计，使得登程人员真正暴露在海上的运动距离化减为H3(4m)，从而将危险系数降到最低。

2由于转乘船舶在登乘作业时应以艉靠方式接近简易平台，并且由船舶本身特点决定船头方向必须逆向潮流方向才能安全作业，所以根据当地半日潮潮流方向北偏东±68度(潮流在北偏东±68度的180度范围内循环往复)的特点，将固定直梯固定连接在中转平台设置于正南方向及北偏东60度方向的两个直梯攀登口上，确保登乘船舶在整个潮流的运动周期中，均可选择合适的方位靠近登乘，有效改善工作条件，相对于单方向设计提高了使用效率。

3简化附属登乘支持，登乘船舶人员仅需要携带铝质挂梯／软梯，即可完成登乘作业，无需经常对登乘设备进行维护，在全寿命期中极其廉价可靠。

4中转平台与主平台不在同一标高，中转平台设置在海平面以上H1(7.4m)处，位于主平台下H2-H1(5.6m)，主甲板为海平面上H1(13m)。在中转平台和主平台甲板间设置四面高度为H2-H1(5.6m)的钢质墙，使其利用中转平台和主平台甲板形成六面合围的封闭空间。在此空间内设有登上主甲板的直梯，并在墙上设置重型钢质门。依托H2-H1(5.6ha)这一常人难于攀越的高度及光滑的钢质外墙，形成全向防护，只有通过钥匙开启重型钢质门，才能进入安全墙内，进而到达主甲板。一般非法攀登人员由于不

拥有开启钥匙，仅能抵达中转平台位置，再向上攀登将会冒有极大危险，因而非常困难，这样对于非法攀登者具有较有效的抑制作用。

四、登乘结构的效果

这种简易井口平台登程结构的效果是：

1根据登乘方式的安全需要，设置合理的中转平台高程和距离海平面合理高度的下垂式固定直梯，满足运行环境条件下登乘船舶运动安全要求，兼顾登乘人员攀登高度的限制，将登乘人员运动距离进行合理划分，减少登乘人员在海上的暴露时间，将危险系数降到最低。

2针对作业海区半日型海潮运动特点，将中转平台和固定下垂式直梯设置于潮流的两个方向上，确保登乘船舶在整个潮流的运动周期中，均可选择合适的方位靠近登乘，改善登乘工作条件，相对于单方向设计提高了使用效率。

3简化附属登乘支持结构，登乘船舶人员仅需要携带轻质挂梯／软梯，即可完成登乘作业，无需经常对登乘设备进行维护，在全寿命期中极其廉价可靠。

4简易井口平台不必在海平面处设置船舶泊靠装置，更不必考虑由此产生的海浪、海流及海冰对简易平台的影响和动力机械装置对动力源的需求，且该登乘结构对平台结构强度没有特殊要求，而且不需在简易平台设置动力供应设备，有效降低简易平台结构，抑制工程造价升高。

5中转平台与主平台不在同一标高位置，并与安全门／墙联合设置，可比较有效的抑制非法攀登。

五、登程操作过程

如上图1所示：

1在条件允许的海况条件下，转乘船舶搭乘巡检登程人员抵达简易平台；

2登乘人员在船舶位置调整合适情况下，将轻质挂梯及其附属绳梯吊挂于下垂式直梯下端；

3登乘人员调整绳梯长度，并将其拉紧防止挂梯及附属绳梯晃动；

4登乘人员由转乘船舶甲板通过拉紧的挂梯及附属绳梯登上下垂式固定直梯；

5登乘人员由下垂式固定直梯登上中转平台；

6登乘人员在中转平台用钥匙开启安全门，再通过安全门内的直梯到达主甲板；

7登乘过程结束；

8巡检结束后，按相反过程重新回到转乘船舶，本次巡检过程结束。

建议：在恶劣环境及可预见恶劣环境下不要上井口保护架，作业人员登上保护架后，船舶不要离开，守候在周围。

六、结论

1一种海上边际油田简易井口平台的登乘结构，包括中转平台、固定直梯及挂梯，该中转平台设置在简易井口平台上，且位于主平台下方，中转平台设有一个以上的直梯攀登口；固定直梯上端固定连接在中转平台的直梯攀登口；挂梯挂设在固定直梯的下端。

2其结构简单合理，使用安全，维护方便，适合简易井口平台纯人工登乘方式使用。

3该登乘结构在BZ34-3/5两油田井口保护架上成功应用。

4在恶劣环境或可预见恶劣环境以及黑暗条件下不要上井口保护架，携载巡检／维护人员工作船在人员登井口保护架后，必须在井口保护架下值勤。

作者简介：刘菊娥(1956-)，女，海洋石油工程股份有限公司高级工程师，研究方向：海洋工程设备设施设计：吕津波(1976-)，男，供职于海洋石油工程股份有限公司，研究方向：海洋工程结构舾装设计；郑向荣(1955-)，女，中海石油研究中心工程师，研究方向：海洋工程质量管理；沙勇(1979-)，男，中海石油研究中心博士后工作站工程师，研究方向：海洋工程结构设计。