海洋导管架平台防腐技术
海洋导管架平台防腐技术
发布日期：2014-05-15 浏览次数：62
1、海洋平台防腐海水淡化后对铝合金牺牲阳极性能的影响实验
1.1海洋平台防腐室内实验情况
利用新鲜海水配制成不同盐度的海水样品，采用CB4948-85规定的方法研究海水盐度的变化对铝基牺牲阳极电化学性能的影响。实验选用六种盐度的海水，盐度分别为30、25、20、15、10、5。每次试验时间为13天，实验结果为：
(1)在不同盐度的海水中阳极的开路电位随时间的变化结果。在盐度为10以上的海水中，铝阳极的开路电位其值向正移动，但变化不大，保持在国标规定(-1.18～-1.10V)的范围内。在盐度为5的海水中，铝阳极的开路电位正移较大，大约在-1.07V即超出国标规定的范围。
(2)在不同盐度的海水中阳极的闭路电位随时间的变化结果。阳极的闭路电位即阳极的工作电位是评价阳极电化学性能的重要指标。实验结果显示，阳极的闭路电位值随海水盐度变低有正移趋势，在盐度为10以上的海水中，铝阳极的闭路电位值保持在国标规定(-1.1 2～-1.05V）的范围内。在盐度为5的海水中，铝阳极的闭路电位值变化较大，达到-1.0 0V即超出国标规定的范围。
(3)阳极的电流效率随盐度的变化结果。阳极的电流效率在海水盐度大于10时，其值都在85%以上，即在国标规定的范圉内。海水盐度为5时，其阳极的电流效率明显下降，在81%左右，已低于国标要求的范围。
由以上结果可知，盐度为10以上的海水对铝阳极的各种电化学性能无明显影响。只有海水盐度低于5以后才对铝阳极的各种电化学性能产生明显影响。并使电化学性能指标低于国标规定的范围。
1.2埕北海域海水盐度变化情况
埕北海域海水盐度变化情况通过对埕北海域海水一年多(1995.07.11～1996.09.11)的取样分析，海水盐度最大35，最小25，相差10。详细数据见表2。从表中数据可知，埕北海域海水盐度不会小于20，其海水盐度的变化对铝阳极的电化学性能无明显影响。
铝阳极在不同盐度海水中的电化学试验与埕北海域海水盐度的分析，证明了铝基阳极在埕北海域中电化学性能比较稳定。据中科院青岛海洋研究所实测。埕北海域海泥电阻率在3 7～100Ω·cm之间。这样低的电阻率可以确保铝基阳极在埕北海域海底使用是安全可行的。
2、海洋不同区域对钢材的腐蚀性试验
根据平台腐蚀条件的差别。一般将海洋环境分为海洋大气区、飞浅区、潮差区、全浸区和海泥区。1995年10月至1996年10月进行的海上空白挂片试验主要针对海洋大气区、飞溅区、潮差区、全浸区，确定这几个区域对碳钢的腐蚀速度。此次海上空白挂片试验的详细数据见表1。
海洋大气区。海洋大气与内陆大气有着明显的不同，首先表现在海洋大气湿度大，易在钢铁表面形成水膜。其次，海洋大气中盐分多，它们积存钢铁表面形成导电良好的电介质，是电化学腐蚀的有利条件。因此海洋大气比内陆大气对钢铁的腐蚀程度要高得多。此次试验海上大气区的挂片实测平均腐蚀速度为0.187mm／a。
飞溅区。这个区域位于高潮位的上方，由于经常受到浪花飞溅冲击，钢铁表面是湿润的，而且这里供氧充足，形成了腐蚀最严重的环境。此次试验飞溅区的挂片平均腐蚀速度为0. 349mm/a。
潮差区。从高潮位到低潮位的区域称为潮差区。在潮差区的钢铁表面经常和饱和了空气的海水相接触。同时，由于潮流的原因，使钢铁的腐蚀加剧。另外，在冬季有流冰的海域，潮差区的钢铁设施还会受到冰块的磨蚀。此次试验潮差区的挂片实测平均腐蚀速度为0.27 1mm／a。
全浸区。全浸于海水中的钢铁其腐蚀受到溶解氧、流速、盐度、温度、污染和海生物等因素的影响。由于钢铁在海水中的腐蚀反应受到氧的还原反应所控制，所以溶解氧对钢铁腐蚀起着主导作用。在低潮位以下约1m的范围内，由于溶解氧是饱和甚至是过饱和的，故该处对钢铁的腐蚀要比深水区严重。流速对腐蚀的影响，除了冲刷的作用外，主要起着不断给钢铁表面供氧的作用。腐蚀速度随流速的增大而加快，当流速增至6m／s时，腐蚀速度达到最大值。盐度对腐蚀的影响主要是它的导电性，海水一般含盐3%～3.5%是良好的电
解质溶液，使电化学腐蚀有了极好的条件。占海盐离子总量50%以上的氯离子，对钢铁的腐蚀尤为显著。另外温度、污染和海生物等因素对钢铁的腐蚀也有一定影响。一些试验和调查资料表明。全浸于海水的钢铁其平均腐蚀速度为0.2mm/a。但是引起海中钢结构腐蚀破坏的主要危险不在于钢铁厚度的平均减薄。而在于严重的局部腐蚀和腐蚀疲劳。此次试验全浸区的挂片平均腐蚀速度为0.144mm/a。
海底泥土区，海底沉积物是很复杂的物质。尤其是表层淤泥。一般认为由于氧气缺乏，电阻率较大等原因，海泥中钢铁的腐蚀要比海水轻得多。与海水交界的浅层泥中，也会发生氧浓差电池腐蚀，对于有污染物质和大量有机物沉积的软泥，需要特别加以注意。
综上所述，通过这次海上空白挂片试验，大致掌握了海上大气区、飞溅区、潮差区、全浸区对碳钢的腐蚀速度。以上几个区域对钢铁的腐蚀都是严重的，以飞溅区和潮差区最为突出。因此在今后的平台防腐设计中。对飞溅区和潮差区应予以高度重视并采取有效的措施。
3、不同配套涂层在海洋各区域的耐腐蚀性研究
3.1浅海导管架平台防腐涂料的选择
海上平台长期处于恶劣的腐蚀环境中，而且在使用期间维修困难，因此在平台防腐材料上大部分选择了超重型平台防腐涂料。材料选择时着重考虑以下几项内容：
(1)底漆的选择
涂层系统的底漆要求与基材附着力强，防锈能力强，并且具有良好的综合平台防腐能力。选择了三种底漆：环氧目锌、无机富锌、转化型带锈底漆。环氧富锌和无机富锌属于富锌类涂料。含有了大量活性颜料一锌粉，锌粉主要有两方面的作用，一是锌的阴极保护作用。二是锌的腐蚀产物比较稳定且能起到封闭、堵塞漆膜孔隙的作用。另外富锌涂料的附着力强，并且与其他类涂料有很好的粘和性。转化型带锈底漆是一种对表面处理要求不高的涂料，选择它作为试验对象是考虑到现场施工环境差、海岸边空气湿度大、钢铁表面处理后容易返锈。以上三种涂料中，无机富锌在国内外的海上平台防腐工程中作为涂层系统的底漆被广泛使用。但该涂料对钢材的表面处理和其涂层的平台施工要求严格。环氧富锌其综合性能稍差于无机富锌，但其涂层平台施工要求相对不高。转化型带锈底漆表面处理和施工工艺要求都不高。但其作为长期的平台防腐涂料还有待于进一步的试验论证。
(2)中层漆的选择
海上平台防腐涂层系统对钢材保护的长期性主要取决于中层漆平台防腐能力，中层漆要求防渗透能力强、综合平台防腐能力强（耐碱、耐盐、耐海水等），并且要有优良的物理机械性能（如柔韧性好、抗冲击能力强、硬度高、附着力强）。中层漆绝大部分选择的是环氧系涂料，如H87环氧防腐涂料、环氧玻璃鳞片涂料、环氧聚氨酯涂料、环氧沥青涂料、云铁环氧中层漆。其中H87环氧防腐涂料、环氧玻璃鳞片涂料、坏氧聚氨酯涂料己在油田高温污水的防腐中广泛应用并获得成功。环氧系涂料在国内外的海上防腐工程中作为涂层系统的中层漆和面漆被广泛使用。此次试验主要是考虑和其它类涂料的配套防腐能力。
(3)面漆和加强层的选择
海洋大气区面漆要求其漆膜耐候性好（耐盐雾、耐暴晒雨淋、耐辐射等）。试验中选择了耐候性优良的氯化橡胶、高氯化聚乙烯、丙烯酸聚氨酯、醇酸磁漆。试验中除醇酸磁漆挂片耐海洋大气性差外，其余涂料挂片均完好。对于潮差飞溅区要求面漆具有良好的耐腐蚀性、耐候性及耐冲性。选择的面漆有氯化橡胶、高氯化聚乙烯、丙烯酸聚氨酯及环氧系的部分涂料如环氧玻璃鳞片涂料、环氧聚氨酯涂料、环氧沥青涂料。此外部分试片还增加了环氧砂浆加强层以提高其抗冲击性。对于全浸区面漆要求进一步提高整个涂层体系的抗渗性、防腐性、抗冲击性和耐磨性。主要选择了环氧系涂料，如H87环氧防腐涂料、环氧玻璃鳞片涂料、
环氧沥青涂料。并制作了几组以煤焦油瓷漆、环氧煤焦油沥青漆、聚乙烯胶带为涂层体系的试片。
3.2推荐的海上平台防腐涂层配套结构
为优选出适合海上各腐蚀区域平台防腐涂层配套结构，于1995年10月制作了25种不同配套结构的143块海上平台防腐涂层挂片分别放噩于海洋环境中的大气区、潮差区、飞溅区、全浸区。按上级部门的要求本课题研究于1996年已结束。但的现场挂片试验一直进行二年多，其中海洋大气区和全浸区的挂片试验现在仍在进行。
根据本次现场挂片的结果，结合油田近几年海上平台防腐涂层的使用情况。参考国内海上常用涂层配套结构。推荐海上平台各腐蚀区域防腐涂层配套结构如表3。
4、结论
随着海洋石油工业的迅速发展，海上石油生产规模的逐步扩大。作为海上石油生产基地的注采平台，其结构庞大，造价昂贵，环境恶劣且维修困难。为了保证海上生产的顺利进行，保证作业人员的安全和保护环境，做好海上平台等设施的防腐，显得尤其重要。浅海导管架平台防腐技术研究的主要内容是和海上平台防腐设计紧密相关的近期应用研究，包括以下内容：
(1)海洋不同区域对钢材的腐蚀性研究；
(2)海水淡化后对铝合金牺牲阳极性能的影响实验；
(3)不同配套涂层在海洋各区域的耐腐蚀性研究。
通过对这些内容的研究，可了解海上钢制构筑物在海上不同区域的腐蚀特点、腐蚀速率及相应的涂层防护措施，为设计提供依据和第一性资料。海水冲淡后对钼合金阳极性能有何影响，也是海上设施阴极保护设计中应注意的问题。
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导管架海洋平台系统可靠性分析 按结构型式及其特点来划分，海洋平台大致分为固定式平台、移动式平台和顺应式平台等三大类【２６】，如图１．１所示。水深在５—２００米范围内，导管架平台是应用最多的一种平台形式，约占９０％以上。“导管架”【８】的取名基于管架的各条腿柱作为管桩的导管这一实际。固定式钢质导管架海洋平台主要由两部分组成ｐ刀】：一部分是由导管架腿柱和连接腿柱的纵横杆系所构成的空间构架。腿柱（导管）是中空的，钢管桩是一根细长的焊接圆管，它通过打桩的方法固定于海底，由若干根单桩组成的群桩基础把整个平台牢牢地固定于海床。腿柱和桩共同作用构成了用来支撑上部设施与设备的支撑构件；另一部分由甲板及其上面的设施与设备构成，是收集和处理油气、生活及其它用途的场所。如图１．２所示，就是典型的寻管架式海洋平台结构。 图１．２东海油田导管架海洋平台示意图 Ｆｉｇ．Ｉ．２ＴｈｅｊａｃｋｅｔｐＩａｔｆｏｍｌｉｎＥ越ｔＣｈｉｎａｓｅａ １．１．２我国海洋平台的发展状况 我国有１ｓｏｏｏ多公里的海岸线，６５００多个海岛。在近３００万平方公里的海域内，大陆架海区含油气盆地面积近７０万平方公里，预测石油资源储量为２７５．３亿吨，天然气储量为ｌＯ．６万亿立方米。目前已探明在渤海、黄海、东海、南海等海域均有分布，且储量丰富［５】。我国从六十年代中期开始建造石油平台，于１９６６年依靠自己的技术力量在渤海海域成功的安装了第一座导管架式海洋平台。近年来，我国的平台设计、制造、安装都得到了突飞猛进的发展，在各海域陆续建造了近百座海洋平台。其中，我国“十五”重
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海洋石油平台种类 海洋平台是在海洋上进行作业，石油钻探与生产所需的平台，主要分钻井平台和生产平台两大类。在钻井平台上设钻井设备，在生产平台上设采油设备。平台与海底井口有立管相通。 呵呵，石油钻探就是民用啦，当然也可理解为战略物资储备。但多才的美军把雷达也放到半潜式平台上了。 咱们先把军用的放在一边，海洋平台就是石油开采业向水下进军的一个产物。最原始的海洋平台甚至不能称为海洋平台，而是湖泊平台（1891年，圣玛丽湖，俄亥俄州），结构为木质，作业水深甚至仅有1.5m。说白了，就是给陆上井架加了一层台阶。既然能在湖边，也能在海边嘛，到现在海洋平台已经发展成为高附加值、高科技的工业设施。形式多种多样，且几乎每种新型的平台形式出现都是为了再更深的海区中作业。 最早出现的平台是导管架平台(Jacket)，适用于浅近海。导管架平台可以看作最原始，最直接的将钻井设备与海底连接起来的措施。钢桩穿过导管打入海底，并由若干根导管组合成导管架。导管架先在陆地预制好后，拖运到海上安装就位，然后顺着导管打桩，桩是打一节接一节的，最后在桩与导管之间的环形空隙里灌入水泥浆，使桩与导管连成一体固定于海底。平台设于导管架的顶部，高于作业区的波高，具体高度须视当地的海况而定，一般大约高出4-5m，这样可避免波浪的冲击。导管架平台的整体结构刚性大，适用于各种土质，是目前最主要的固定式平台。但其尺度、重量随水深增加而急骤增加，所以在深水中的经济性较差。
导管架平台使用水深一般小于300m，世界上大于300m水深的导管架平台仅7座。目前最大的导管架平台是在墨西哥湾安装的水深为610m的导管架平台。呵呵，看到下图，你是不是就想到一个字，“笨”？ 典型导管架平台
海洋钻井平台扫盲
巨型海洋钻井平台 ——世界第六代3000米深水半潜式钻井平台 工程总投资：60亿元 工程期限：2008年——2011年 大型海洋石油钻井平台堪称海上巨无霸，其使用的平台作业吊钩比人还高。 目前，世界上已探明的海上油气资源大部分蕴藏在大陆架及3000米以下的海底。有数据显示，深海能源储量将是陆地能源储量的100倍，但由于开采技术上的限制，其还是能源领域最具潜力的处女地。 2009年4月20日上午，我国海洋工程装备制造标志性项目——世界第六代3000米深水半潜式钻井平台，在上海外高桥造船有限公司顺利下坞，进入关键的搭载总装阶段。这是我国首次自主设计、建造的当今世界上最先进的深水半潜式钻井平台，不仅填补了我国在深水钻井特大型装备项目上的空白，而且对于加速我国进军世界级海洋工程装备开发、设计和制造领域，提升我国深水作业能力，具有重要的战略意义。 这座深水半潜式钻井平台的拥有者是中国第三大石油集团——中国海洋石油总公司，由中国船舶工业集团公司708研究所和上海外高桥造船有限公司联合承担详细设计与生产设计，由上海外高桥造船有限公司承建，是我国实施深水海
洋石油开发战略的重点配套项目之一，也是“十一五”期间国家重点“863”项目之一，并作为拥有自主知识产权的重大装备项目纳入国家重大科技专项。 上海外高桥造船厂承建的世界第六代3000米深水半潜式钻井平台，造价60亿元人民币。 海上巨无霸 2008年4月29日，这座第六代3000米深水半潜式钻井平台在上海外高桥造船有限公司开工兴建。这是中国继1983年成功自主开发“勘探3号”大型半潜式钻井平台后，时隔20多年再次斥巨资设计建造新一代深水半潜式钻井平台。 该钻井平台自重30670吨，甲板长度为114米，宽度为79米，甲板面积相当于一个足球场大小，从船底到钻井架顶高度为130米，相当于43层的高楼，电缆总长度650公里，相当于上海至天津的直线距离。在主甲板前部布臵可容纳约160人的居住区，甲板室顶部配备有包含完整消防系统的直升机起降平台，可起降Sikorsky S-92型直升机。 这座平台具有多项自主创新设计：如平台稳性和强度按照南海恶劣海况设计，能抵御200年一遇的台风；选用大马力推进器及DP3动力定位系统，可以在45海里/小时的风速下正常作业，在109海里/小时的风速下生存。在1500米水深内可使用锚泊定位，甲板最大可变载荷达9000吨等；可在中国南海、东南亚、西非等深水海域作业，其最大作业水深3050米，钻井深度10000米，设计寿命30年，入美国船级社（ABS）和中国船级社（CCS），计划于2010年底交付。该项目总造价近60亿元人民币，堪称海洋工程领域的“航空母舰”。 深海石油作业是国际上公认的海洋石油工业的前沿战略阵地，其核心技术一直由欧美少数国家所掌握。我国的海洋石油开发长期以来受技术水平所限只能在近海进行，如今这一情况将得到根本性的转变。作为目前国内设施最先进、综合实力领先的造船企业，上海外高桥造船有限公司一直致力于先进海洋工程装备
海洋平台
海洋平台的现状和发展趋势 作者：荆永良 引言 海洋平台对海洋资源的开发和空间利用的发展，以及工程设施的大量兴建，对人类文明的演化将产生不可估量的影响。 正文 1、海洋平台技术概述 海洋工程项目是一个庞大的科技系统工程，而主要针对海洋石油开采而言的海洋工程装备包括油气钻采平台、油气存储设施、海上工程船舶等。这其中的海洋平台是集油田勘测、油气处理、发电、供热、原油产品储存和运输、人员居住于一体的综合性海洋工程装备，是实施海底油气勘探和开采的工作基地。 海洋平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵，特别是与陆地采油设备相比，它所处的海洋环境十分复杂和恶劣，台风、海浪、海流、海冰和潮汐还有海底地震对平台的安全构成严重威胁。与此同时，由于环境腐蚀、海生物附着、地基土冲刷和基础动力软化、构件材料老化、缺陷损伤扩大以及疲劳损伤累积等因素都将导致平台结构构件和整体抗力逐渐衰减，影响平台结构的服役安全性和耐久性。因此，海洋平台的设计与制造只有在一个国家的综合工业水平整体提高与进步的基础上才能完成。 2、海洋平台的类型分类 （1）、按运动方式可分为固定式与移动式两大类(如图） (2)、按使用功能的不同可分为钻井平台、生产平台、生活平台、储油平台、近海平台等。 3、海洋平台的发展及现状 3.1国内海洋平台的发展及现状 我国海洋工业开始于60 年代末期，最早的海洋石油开发起步于渤海湾地区，该地区典型水深约为20 m。到了80 年代末期，在南中国海的联合勘探和生产开始在100 m 左右水深的范围内进行，直到现在，我国的油气勘探和开发工作还没能突破400 m 水深。近年来，石油、石油化工装备工业以我国石油和石油化工工业为依托，取得了长足的发展。尤其是近年来世界各国对石油能源开发的重视和原油价格的飚升，更是极大拉动了国内海上平台设备制
浅谈海洋石油平台电气设备防爆措施
浅谈海洋石油平台电气设备防爆措施 发表时间：2019-01-16T11:24:27.200Z 来源：《电力设备》2018年第26期作者：薛成平 [导读] 摘要：近年来，随着我国海洋石油事业的发展，各种海洋设备数量逐渐上升。 （中国石油集团海洋工程有限公司天津分公司天津塘沽 300451） 摘要：近年来，随着我国海洋石油事业的发展，各种海洋设备数量逐渐上升。这其中尤其是以电气设备为主，并且是确保海洋作业安全的关键点之一。随着全社会对安全意识的提高，人们对机械电气设备的安全因素的考虑也逐步加强，海洋石油平台是一个特殊的作业环境，活动范围相对封闭，作业过程中人和设备会触及到易燃易爆性气体，故石油平台电气设备的防爆性能和防爆措施就显得格外重要。 关键词：海洋平台；电气设备；防爆措施 一、电气设备防爆区域的划分 1、爆炸是物质由一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量，同时产生具有声响的现象，是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程。爆炸必须具备的三个条件：（1）爆炸性物质，（2）空气和氧气，（3）点燃源。 2、爆炸区域的划分： 1)爆炸性气体环境：0区：爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。1区：在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所。2区：在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所。 2)可燃性粉尘环境：20区：在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。21区：在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区的场所。 二、海洋平台电气设备的使用 海洋平台电气设备的应用结合外部环境因素及应用条件进行综合考虑分析。海洋平台电气防爆设备不完全都是防海浪、风雨设备。其结构和外壳还要充分适应周围的环境。相关规定曾指出，不同电气设备的外壳防护都有明确的规定。而防爆设备的使用条件包括：船舶电源、电压及频率的波动。船舶电网的波动幅度较大也比较频繁，按照相关规定，交流电压的电网电压波动要达到+6%-10%。 三、海洋平台防爆电气设备的分类 海洋电气防爆设备一般有以下几种类型： 1、增安型：此型号的电气设备在结构和类型上都有很大安全保障，在运行过程中不会出现电弧、火花等带有爆炸型危险因素的存在，降低了爆炸的可能性。 2、本质安全型：在海洋平台电气设备运行过程中利用限制电流和电压等方法，即使在发生故障都不会出电火花和热效应，因为点燃爆炸性气体没有达到爆炸的规定范围。 3、隔爆型：此类电气设备实现隔爆是通过对止内部零部件点燃外部爆炸性气体的外壳进行阻止。隔爆外壳的机械强度十分强，爆炸时所造成的冲击和压力都可以承受，外壳的各个结合面的配合间隙都很小，间隙内部的火焰向外壳外部传递能够得到阻止。 4、正压通风型：外壳内部之所以接受不到外部易燃、易爆气体的冲击，则是因为正压通风型设备通过采取措使外壳内部在接受大气时产生了一定的正压，以此来达到防爆的目的。 5、防爆冲砂型：防爆充砂型电气设备与防爆充油型防爆电气设备相似，前者是将所有的带电零部件都放置于细颗粒装的填充物，使不会产生电弧或电火花点燃外部爆炸性气体。 6、防爆充油型：电弧的零部件可以通过此电气设备都沉浸在油中，之后通过其他技术手段来保护不产生电弧的所有带电零部件，以此来阻止点燃油面上可能存在的爆炸性气体。 四、海洋平台防爆电气设备常见的安全隐患 1、选型错误 防爆电气设备应该根据不同的危险等级和类别来进行选型，一般在对平台的检查的过程中发现错误较多的地方则是在系统中部分电气设备选型方面。如在爆炸性气体环境采用粉尘环境用设备，Ⅱ类环境采用I类设备，上述都是典型的选型错误。所安装环境如果不能配备正确的设备，有效防爆的目的则不能完成。 2、防爆电气产品本身存在安全隐患 比如防爆电气设备外壳出现破损现状，防爆电气产品铭牌缺失或者模糊不清，防爆增安复合型产品的隔爆腔和接线腔的隔离密封填料不符合要求。 3、设备使用不当造成的安全隐患 在对用于爆炸危险性环境中非防爆电气设备检查过程中，常常发现危险区域现场施工人员使用的手工具、温湿度传感器、仪表、电动工具等都是非防爆电气设备。而在危险区域使用上述物品会导致直接构成安全生产隐患，严重造成人员财产双亡。 4、使用防爆电气设备未经批准 海洋平台电气设备中的防爆设备往往的使用的过程中工作人员未能按照相关标准来操作，有些甚至对设备擅自更改。如将光源换成更大功率的，设备的温度组别就会受到影响，如果最高温度组别高于周围环境，此光源很可能会成为引爆周围环境因素，成为爆炸点，造成爆炸事故，后果不堪设想。 5、防爆电气设备隔爆间隙超差 考量隔爆型电气设备的重要参数之一则是隔爆型电气设备的隔爆间隙，也是保证设备不传爆的重要因素之一。隔爆型电气设备在海洋平台上由于采购验收程序不够规范，存在大量漏洞，尤其在后期使用过程中环境的间接影响，使隔爆间隙超差成为海洋电气设备防爆中最常见的问题之一。 6、防爆型电气社设备隔爆面严重锈蚀 海洋平台电气防爆设备中最常用的就是防爆型电气设备，而影响设备隔爆型能的关键因素在于隔爆面的粗糙度和清洁度。设备在很大程度上会因为严重腐蚀的隔爆面而失去防爆性能，海洋平台上隔爆面腐蚀缺乏正常维护，长此以往也成为设备出现的问题之一。
海洋平台设计原理
1)海洋平台按运动方式分为哪几类？列举各类型平台的代表平台？ 固定式平台：重力式平台、导管架平台（桩基式）； 活动式平台：着底式平台（坐底式平台、自升式平台）、漂浮式平台（半潜式平台、钻井船、FPSO）； 半固定式平台：牵索塔式平台（Spar）：张力腿式平台（TLP） 2)海洋平台有哪几种类型？各有哪些优缺点？ 固定式平台。优点：整体稳定性好，刚度较大，受季节和气候的影响较小，抗风 暴的能力强。缺点：机动性能差，较难移位重复使用 活动式平台。优点：机动性能好。缺点：整体稳定性较差，对地基及环境条件有要求 半固定式平台。优点：适应水深大，优势明显。缺点：较多技术问题有待解决 3)导管架的设计参数有哪些？（P47） 1、平台使用参数； 2、施工参数； 3、环境参数：a、工作环境参数：是指平台在施工和使用期间经常出现的环境参数，以保证平台能正常施工和生产作业为标准；b、极端环境参数：指平台在使用年限内，极少出现的恶劣环境参数，以保证平台能正常施工和生产作业为标准 4、海底地质参数 4)导管架平台的主要轮廓尺寸有哪些？（P54） 1、上部结构轮廓尺度确定：a、甲板面积；b、甲板高程 2、支承结构轮廓尺度确定：a、导管架的顶高程；b、导管架的底高程；c、导管架的层间高程；d、导管架腿柱的倾斜度（海上导管架四角腿柱采用的典型斜度1：8）；e、水面附近的构件尺度；f、桩尖支承高程 5)桩基是如何分类的？ 主桩式：所有的桩均由主腿内打出； 群桩式：在导管架底部四周均布桩柱或在其四角主腿下方设桩柱 6)受压桩的轴向承载力计算方法有哪些？（P93） 1、现场试桩法：数据可靠，费用高，深水实施困难； 2、静力公式法：半经验方法，试验资料+经验公式，考虑桩和土塞 重及浮力，简单实用； 3、动力公式法：能量守恒原理和牛顿撞击定理，不能单独使用； 4、地区性的半经验公式法：地基状况差别，经验总结。 7)简述海洋平台管节点的设计要求？（P207） 1、管节点的设计应降低对延展性的约束，避免焊缝立体交叉和焊缝过度集中，焊缝的布置应尽可能对称于构件中心轴线； 2、设计中应尽量减少由于焊缝和邻近母材冷却收缩而产生的应力。在高约束的节点中，由于厚度方向的收缩变形可能引起的层状撕裂 3、一般尽量不采用加筋板来加强管节点，若用内部加强环，则应避免应力集中 4、一般受拉和受压构件的端部连接应达到设计荷载所要求的强度。
导管架设计
第五篇 海上平台结构 第二章 导管架设计 第一节 结构总体确定 一、结构总体布置 1. 基本原则 总体布局合理，传力路径短，构件综合利用性好，材料利用率高，满足其他专业对结构型式的要求。 2. 一般考虑 在进行结构总体布置时，一般应考虑如下几个方面： 1） 应尽量使杆件在各种受力状态下都能发挥较大作用, 杆件数量和规格力求少，结构尽量对称； 2） 不宜在飞溅区内设置水平构件； 3） 不宜在冰作用区内设置水平构件和斜撑； 4） 一般情况下，管节点宜设计为简单节点； 5） 导管架斜撑的角度（即与水平面夹角）宜在45度左右； 6） 导管架腿的表观斜度宜在10：1 7：1； 7） 隔水导管与结构的连接: 如业主没有指定，对于动力响应较明显的平台（如三腿或独腿平台），水上部分（包括在甲板和导管架的水上水平层上），隔水导管和甲板﹑导管架的连接要用焊接方法固定，水下部分用楔块固定； 8） 各桩的受力力求均匀； 9） 对于滑移装船吊装下水型导管架，滑靴的布置与吊点的布置要协调考虑； 10）装船滑靴的横向间距的确定应考虑预制场地与运输驳船滑道的间距； 11）应考虑钻井﹑修井的要求。 二、结构构件的选取 1． 结构构件的选取要综合考虑强度、刚度、稳定性和经济性这几方面的因素。 2． 不论是成品钢管还是卷制钢管，如有可能，尽量减少所用材料的规格。 3． 对于管型构件的选择要考虑下列因素： 1） D/t比：不宜大于60，对于卷制焊接钢管不应小于20，最好大于30； 注： D---中性直径，t---壁厚。 2） Kl/r：对主要杆件不宜大于120； 注： k---有效长度系数，l---侧向无支撑长度，单位为米（m），r---回转半径, 单位为米（m）。 3） -Y-K节点:主要节点: d/D=0.4～0.8 次要节点: d/D取值可稍小些； 注： d---支杆直径，D---弦杆外径。 三、结构材料选取 1. 基本原则 结构材料的选取既要考虑强度要求，又要考虑结构工作场所的环境条件，在结构中的部位和可能使用的加工方法等。
海洋石油平台的分类
海洋平台是在海洋上进行作业，石油钻探与生产所需的平台，主要分钻井平台和生产平台两大类。在钻井平台上设钻井设备，在生产平台上设采油设备。平台与海底井口有立管相通。 呵呵，石油钻探就是民用啦，当然也可理解为战略物资储备，但多才的美军把雷达也放到半潜式平台上了。 咱们先把军用的放在一边，海洋平台就是石油开采业向水下进军的一个产物。最原始的海洋平台甚至不能称为海洋平台，而是湖泊平台（1891年，圣玛丽湖，俄亥俄州），结构为木质，作业水深甚至仅有 1.5m。说白了，就是给陆上井架加了一层台阶。既然能在湖边，也能在海边嘛，到现在海洋平台已经发展成为高附加值、高科技的工业设施。形式多种多样，且几乎每种新型的平台形式出现都是为了再更深的海区中作业。 最早出现的平台是导管架平台(Jacket)，适用于浅近海。导管架平台可以看作最原始，最直接的将钻井设备与海底连接起来的措施。钢桩穿过导管打入海底，并由若干根导管组合成导管架。导管架先在陆地预制好后，拖运到海上安装就位，然后顺着导管打桩，桩是打一节接一节的，最后在桩与导管之间的环形空隙里灌入水泥浆，使桩与导管连成一体固定于海底。平台设于导管架的顶部，高于作业区的波高，具体高度须视当地的海况而定，一般大约高出4-5m，这样可避免波浪的冲击。导管架平台的整体结构刚性大，适用于各种土质，是目前最主要的固定式平台。但其尺度、重量随水深增加而急骤增加，所以在深水中的经济性较差。导管架平台使用水深一般小于300m，世界上大于300m水深的导管架平台仅7座。目前最大的导管架平台是在墨西哥湾安装的水深为610m的导管架平台。呵呵，看到下图，你是不是就想到一个字，―笨‖？ 典型导管架平台
海上钻井平台火灾特点及防范、扑救对策(最新版)
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 海上钻井平台火灾特点及防范、 扑救对策(最新版)
海上钻井平台火灾特点及防范、扑救对策(最 新版) 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 随着油田海洋石油勘探开发的发展，已经形成了数量众多、种类繁多的海上石油钻井平台群体。由于海上钻井平台内部可燃物多、用电设备多、人员集中，一旦发生火灾，将造成重大人员伤亡和财产损失。 一、海上钻井平台主要特点和火灾危险性 1．结构复杂，火灾蔓延快。海上钻井平台内部结构十分复杂，为了满足生产、生活的需要，往往将一个大空间在分成多个房间，造成内部舱室紧凑、走道宽度狭小，层间高度低矮，楼梯坡度较大，出入口小，一旦发生火灾，极易造成火势迅速扩大蔓延。 2．可燃物较多，火灾荷载大。由于平台舱室在装饰装修过程中，大量使用了可燃材料。平台在生产过程中，需要使用大量油料；在试油期间，排放石油、天然气等易燃易爆物品，扩大了平台危险区，遇到火源极易引起火灾。
海洋石油平台电力组网工程同期技术应用研究
海洋石油平台电力组网工程同期技术应用研究 发表时间：2019-06-11T11:10:35.757Z 来源：《中国电气工程学报》2019年第3期作者：赵红涛[导读] 随着海上油田的滚动开发，海上电网规模的不断扩大，同期技术的应用将会越来越广泛，同期点的设置也会越来复杂。基于此，本文以某电网为例分析了海洋石油平台电力组网工程同期技术的应用。电网工程中在设计电气主接线时，当开关两侧出现不同源电源时需要设置同期点。海洋石油平台电力系统随着电力组网工程的日益发展，同期点已不仅局限于发电机出口、母线联络开关等处。海洋电网各电站中心在何处实现组网互联，减少并网冲击，如何设置同期点可 便于操作而又经济变得极为重要。 1电力组网的必要性 1.1平台间可互供电力、互为备用，减少事故及大型负荷启动备用容量，提高电网运行的经济性；同时增强其抵抗事故能力，实现事故情况下的相互支援，最终提高电站安全水平和供电可靠性，避免因电站平台出现问题造成整个平台供电的中断。 1.2能承受较大的冲击负荷，如注水泵、压缩机等冲击负荷，从而有利于改善提高电能质量。 1.3可减少备用机组数量，节省投资及运行维护成本。两平台可通过共享一台备用电站，从而节省投资及平台的占用空间。 2电网同期技术的重要性 电力系统同期并车三要素：频率、电压、相角。在电力组网工程实施前，海洋石油平台电力系统通常为放射性网络结构，即一个电站中心平台或FPSO设置若干台发电机组作为电站中心，通过变压器为低压400V、230V系统供电，或通过升压变压器、海缆为油田群内其他终端平台供电。该系统同期点一般设置于发电机出口断路器，同期功能由发电机控制系统完成；发电机设置为3台或以上时发电机出口母线及对应低压400V系统母线一般设置为双母线分段形式，在中、低压系统母联处设置同期点。以往同期功能通常由继电器或PLC实现，通过装置自动或人员手动调节发电机组电压与频率，在合适相角差角度(一般为±5°)内实现合闸并车操作。海洋平台实施电力组网工程后，电网通常由两、三个甚至更多的电站中心互联而成，仅发电机出口及母联开关具备同期功能显然无法满足电网操作的需求，必须在电站中心互联路径关键节点设置电网同期点，以完成各电站平台均已起机带生产的情况下电网的并车。而电网内进行同期操作时，由于同期点两端均已是具备一定规模的电力系统，为了减少并网的冲击应尽量减小合闸时两侧的相角差，以往的同期继电器或PLC控制的相角差±5°无法完美解决，因此建议在电网同期点使用准同期技术，安装准同期装置，实现0°相角差合闸，以保证电网的稳定。 3同期点的设置原则与方法 海洋平台电力系统实施电力组网后，多个电站中心互联，联网主线路双端各连接对应的电站中心，因此需考虑设置并网同期点。 3.1双向供电回路。同期点设置的首要原则：设置在存在双向供电可能的回路。在海洋平台电力组网工程中，多个电站中心互联的主线路通常为35kV海缆或电缆连接(部分组网回路为10.5kV或其他电压等级)，其组网主连接线路的开关断路器可考虑设置为同期点并安装准同期装置，同期点同时可作为电网解列点，当系统发生震荡稳定性遭到破坏时能迅速合理的解列为两个或多个部分，以防止故障的进一步扩大，从而减少损失。 海洋平台电力组网工程中存在大量双向供电可能的开关节点，从实际设计角度出发，并非所有双向供电开关均需设置为同期点，需结合电网操作的便利性与必要性进行考虑。 3.2考虑操作便利与供电恢复操作的原则。海洋平台电力组网工程中存在多个双向供电可能开关节点时，如何选择其中哪个节点设置为同期点，需遵循电网操作的便利、供电恢复操作合理的原则。 通常海洋平台电站中心平台在电力组网实施前具备独立发电机并供其周边负荷平台用电孤岛运行模式，同期点的设置应考虑尽量设置在电力组网连接总出口处，以达到简化电网操作的目的，当电网局部组网或由于某些故障导致部分电力系统从电网中解列后，恢复联网时不应有复杂的倒换开关导致局部暂时性失电的问题发生。 图1
海洋平台的腐蚀及防腐技术_胡津津
第23卷第6期2008年12月 中国海洋平台CHINA OFFSHORE PL A TFORM Vol.23No.6Dec.,2008 收稿日期:2008-08-26 作者简介:胡津津(19792)女,工程师,从事非金属材料研究。 文章编号:100124500(2008)0620039204海洋平台的腐蚀及防腐技术 胡津津, 石明伟 (上海船舶工艺研究所,上海200032) 摘 要:概括了海洋平台不同区域的腐蚀环境和腐蚀规律,对海洋平台重防腐涂料的选择要求及配套体 系进行简要叙述。针对海洋平台的长效防腐防护要求,介绍了几种具有长效的防腐材料和防腐技术特点,包括 海洋平台热喷涂长效防腐蚀技术、锌加保护技术、海洋平台桩腿防腐套包缚技术等,为我国对海洋平台长效防 腐防护技术的研究提供参考。 关键词:海洋平台;防腐;热喷涂;锌加技术;防腐套 中图分类号:T G 17 文献标识码:A CORROSION AN D ANTICORROSION TECHNOLOG Y IN OFFSH ORE PLATFORMS HU Jin 2jin , S H I Ming 2wei (Shanghai Ship building Technology Research Instit ute ,CSSC 200032,China ) Abstract :This paper summarizes t he corro sion environment and rules of t he different zones in off shore platforms ,also briefly int roduces t he requirement s and systems of t he an 2 ticorro sion coating.According to t he long 2term anticorro sion requirement s in off shore plat 2 forms ,t he paper int roduces several long 2term anticorro sion technology ,including t hermal spraying ,adding zinc protection and anticorrosion technology wit h platform legs wrapped etc , which will provide some references to t he research of t he long 2term anticorrosion technology in off shore platforms. K ey w ords :off shore platform ;anticorro sion ;t hermal spraying ;adding zinc technolo 2 gy ;anticorrosion wrap 海洋平台是一种海上大型工程结构物。其钢结构长期处于盐雾、潮气和海水等环境中,受到海水及海生物的侵蚀,而产生剧烈的电化学腐蚀。腐蚀严重影响海洋平台结构材料的力学性能,从而影响到海洋平台的使用安全[4]。而且由于海洋平台远离海岸,不能像船舶那样定期进坞维修保养,因此海洋平台的建造者及使用者都非常重视海洋平台的防腐问题。如何对海洋平台结构进行长效防腐,以及开发研究海洋平台结构长效防腐的新材料、新技术及新工艺都具有十分重要的意义。 1 海洋平台的腐蚀规律 1.1 海洋环境的腐蚀区域界定 海洋平台的使用环境极其恶劣,阳光暴晒、盐雾、波浪的冲击、复杂的海水体系、环境温度和湿度变化及海洋生物侵蚀等使得海洋平台腐蚀速率较快。海洋平台在不同的海洋环境下,腐蚀行为和腐蚀特点会有比
导管架平台动力性能及安全性分析
导管架平台动力性能及安全性分析 作为常见的海上结构,导管架平台在完成钻井、采油、储油等作业的同时,由于长期暴露在海洋环境当中,会受到恶劣的天气环境以及其他诸多复杂因素的影响,有时还会受到爆炸、撞击等偶然载荷的作用,因此平台倒塌事故时有发生,这不仅造成了严重的环境污染,同时也带来了巨大的经济损失。为保证结构在恶劣环境下的抗倒塌能力,延长结构的服役期,有必要从整体结构层面出发,研究平台结构的整体安全性能。 目前导管架平台的整体安全水平研究主要围绕在静力载荷作用分析的阶段,由动力载荷造成的整体倒塌以及所体现的安全储备方面研究较少。同时,对于导管架的倒塌过程,很少进行结构内部杆件的屈服过程与塑性发展特性相关探讨。 本文针对以上几个问题展开了相关研究：探究了非线性方法在有限元分析中的实施手段。对于常见的倒塌分析,一般要求考虑材料、几何非线性,从而能够模拟更为反映实际情况的倒塌过程,因此有必要深入了解非线性在结构分析中的实施过程与分析手段。 将推导二维梁单元的几何、材料非线性有限元模型,结合Newton-Raphson 方法编制程序,研究非线性在结构分析中对计算结果产生的影响。研究了导管架平台的静力倒塌安全性。 采用某冰工况下的环境要素,以及基于提高重现期的载荷增量方法,对平台进行了Pushover分析,得到了不同方向的结构承载力与杆件塑性发展过程,进而根据其储备强度(RSR)探讨了结构整体安全性能；编制了逐步回归响应面程序,该方法不需提前给出功能函数,且计算效率较高。然后,计算了结构的整体可靠度,并通过给定拟合方程的JC法验证了程序的可靠性。
研究表明,尽管两类指标的研究侧重点不同,但两类指标均能很好地对结构的安全性进行描述。在地震作用下,对导管架平台进行了动力性能研究。 选择了26条具备不同频谱特性的三向地震记录,采用IDA方法对结构进行了动力增量分析,在分析中记录不同地震波作用下结构全过程响应信息与杆件状态信息,以及塑性点、倒塌点对应的载荷水平。探讨了结构的位移、层间角等动力参数的发展规律,发现结构在不同地震波下的动力参数发展特性并不一致且差别较大。 然后对结构的塑性发展过程进行了研究,提出了基于塑性发展影响系数的最易出现失效模式。该方法获取的失效模式与所有真实倒塌失效模式均较为接近且相似度离散性较小,具有统计意义。 对平台结构的动力倒塌失效特性进行了研究。首先,对相关倒塌参数进行总结,通过变形能、位移响应、基底剪力等特征参数对海洋平台结构的抗倒塌能力与安全储备进行分析,进而,从频谱特性的角度探讨了结构的倒塌极限状态动力特性,以及不同频谱特性与倒塌相关参数之间的联系。 研究发现：针对地震这类动力特性较为强烈的载荷形式,平台结构的承载能力与变形能力同时保证了结构的整体安全储备,不同地震作用下的结构倒塌承载力相近,结构的失效模式为动力强度破坏。从频谱特性的角度来看,当载荷水平较低时,结构响应频率在主振动区成分最高。 随着载荷水平的提高,结构受迫振动增强,共振效应比重降低。地震频谱特性中共振频率附近一定范围内频谱成分较大时,会对结构产生不利的影响。