双船浮托法整体拆除海上弃置组块方案概述

    阮志豪+赵庆凯+王文娟+苏冠瑜+丁玲

    摘 要：目前，在中国各个海域中，渤海海域拥有数量最多的即将弃置的海上平台，而且已探明有大量的边际油田需要开发。海洋平台的拆除工作在渤海海域有着巨大的潜在市场，因此，研究一套适用于我国渤海海域的海上弃置平台组块拆除方案将会有很大的应用前景。本文以此为出发点，并依托岐口海洋平台上部组块拆除潜在项目，提出了双船浮托法整体拆除弃置海洋平台上部组块的方案，并为以后工程实际操作提供了相应的方案参考。

    关键词：海洋平台；整体拆除；弃置平台组块；双船浮托法

    中图分类号：U674.38 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2017）06-0050-03

    随着人类对油气资源需求的不断增加，海上油气资源的开采力度加大，越来越多的海洋平台被广泛地应用于海上油气田的开采生产服务当中。而海洋平台的使用是有一定寿命的，一般的海洋平台设计寿命在20年左右。目前我国的部分海洋采油平台已达到其使用寿命，根据相关的国际公约、国际惯例和国内法律及法规的要求，为保护海洋环境和不妨碍其他海洋资源的开发，对已达到使用寿命周期，或不再使用的海洋平台必须进行妥当的退役废弃处理，通常的处理方法为全部拆除或者部分拆除。由于海洋平台的退役废弃处理的费用高企，而且相关法律法规的要求严格，因此海洋平台的废弃处置逐渐成为海洋油气工业的一个重要议题，同时也备受建设者们的广泛关注。因此，平台的拆除技术也随之成为一门新兴的高技术产业，等待着人们去研究探讨以及实践。

    1 国外拆除方法

    20世纪60年代，世界便开始对海上油气资源进行开发。于上世纪70年代，国外已经开始了海洋平台的拆除工作。至今为止，国外的海洋平台的拆除工作已有40多年历史。在拆除工作中，国外也积累了较为丰富的拆除方面的经验，相应的拆除技术也颇为成熟。而常用于拆除海洋平台上部组块的方法有：吊装法与浮托法两种拆除方法。

    吊装法在海洋平台组块拆除中，要依赖于浮吊船来完成。小型平台组块采用整体吊装，大型平台组块因其重量若超出起重船的能力，且在结构允许的情况下可以采用分块拆除。

    浮托法又分为单船浮托和双船浮托。对于大开口式导管架宜采用单船浮托法，对于组块重量较大，且导管架开口较小则可考虑采用双船浮托法进行整體拆除。

    单船浮托法是指一艘浮托船进入大开口导管架，通过系泊系统以及调载使船上临时支撑与上部组块桩腿进行对接，对接完成后调载浮托船使其上升以顶升组块，当组块顶升离开导管架桩腿一定高度后，浮托船驶出导管架并将组块运至指定地点。

    双船浮托法原理与单船浮托法基本一致，区别在于需要两艘浮托船，分列在导管架外侧完成上部组块的拆除。具体步骤会在后续详细介绍。

    2 国内拆除方法

    在海洋石油行业中，我国起步较晚，1972年发现第一个海上油田，迄今也只有40多年历史。由于我国在海洋石油行业起步较晚，平台组块的拆除工艺等也随之较晚，目前仍处于起步阶段。现阶段国内拆除平台组块的方法大多使用起重船吊装的形式。若采用分块吊装，则需在平台进行组块切割，费工费时，且危险性较大，同时也极易造成海洋环境污染；若为整体拆除，则需使用具有足够起重能力的大型起重船。起重船起吊法会受到起重船的资源，档期，租赁费用等诸多方面的限制。

    鉴于国内在拆除海上平台组块方面的经验较少，以及综合考虑海上平台拆除工程的经济成本、环境保护以及施工安全等因素，仍需探索并研究一套适用于我国实际情况，并且可以实现一次投入多次产出的既经济又可靠可行的新方法，以应用于国内海洋平台组块的拆除工作。由于渤海海域的环境条件比国内其他海域更适合双船浮托法，以此为出发点，并依托岐口海洋平台上部组块拆除潜在项目，提出了双船浮托法整体拆除弃置海洋平台上部组块的方案。

    3 双船浮托法

    目前，双船浮托法只有在海洋平台的上部组块安装中得到成功应用，双船浮托法用于整体拆除海上弃置平台组块仍处于研究阶段。

    依托岐口海上平台弃置组块拆除潜在项目，综合考虑组块重量、船舶资源以及长距离运输问题等提出了三种双船浮托的方案，为今后国内拆除海上弃置平台组块的实际工程提供了相关的方案参考。三种双船浮托方案设计如表1所示，主要流程示意图如图4所示。

    从以上三种方案设计可以看出不同点如下：

    （1）船舶资源的选择：方案一和方案二所选的浮托船和运输船均为国内现有资源；方案三所选的运输船为现有资源，但浮托船是专门为整体拆除上部组块建造的，其优点是浮托船尺寸尽量小但也能满足多种重量的上部组块拆除，从而降低了造船和用船成本，可实现一次投入多次产出的想法。

    （2）从方案流程示意图中可以看出，第一步和第二步中，方案二和方案三的浮托船是有一定横摇角度的，这主要是考虑了极大限度的充分利用船舶资源，以船舶所能达到的极限吃水进行作业。

    （3）组块重量：方案一的上部组块重量约为3000t，方案二重量增加至6000t，而方案三则可适用多种重量范围（1500t～6000t）的组块拆除。

    （4）水深要求：方案一和方案二中，对水深要求较低，主要能满足浮托船和运输船作业吃水即可；而方案三中由于半潜船需要下潜到一定位置才能实现浮托船与上部组块的浮装和浮卸，因此，这对工程施工海域的水深有一定的限制，至少要大于半潜船的下潜吃水且不能触底。

    （5）组块运输方式：方案一和方案二的运输方式为单船运输；而方案三的采用半潜船对浮托船与上部组块整体进行运输，相对于方案一和方案二的单船长距离运输的稳性较好。

    （6）考虑组块再利用：如果弃置组块再利用于边际油田的开发，方案三的整体运输方式会更有优势，可直接将拆除的整体上部组块运至再利用工程海域，将浮托船与上部组块整体浮卸后，由浮托船直接进行安装，节省海上施工成本，经济可行；而方案一和方案二单船运输，还需再将上部组块转移到两艘浮托船上，再由浮托船进行安装，这就增加了海上作业工序，提高了海上作业风险以及成本。

    三种方案中，除新建方驳外，其余船舶均为国内现有的资源，因此只对新建方驳做简单介绍。

    4 结论

    综上所述，双船浮托法整体拆除海上平台的优点如下：

    （1）可解决大型起重船资源有限，起吊能力、档期以及租赁费用等限制；

    （2）可以保持平台上部组块的完整性，为组块修复、改造以及边际油田开发中的再利用提供了可能性；

    （3）方法简单可行，且所需的主要船舶资源已具备；

    （4）大幅度降低了海上组块的拆除时间，节省拆除工程的总体费用，同时也降低了长时间海上作业施工的风险。

    随着我国渤海海域的一些油田开发寿命周期临近，部分海洋平台将要退役弃置。对于渤海湾，未来十年将至少有50座海上弃置平台将要被拆除。由此可见，弃置平台拆除在我国有着巨大的潜在发展前景，发展拆除相关技术和装备已迫在眉睫。而我国在拆除上部组块这方面的技术方案经验较少，因此，本文抓住这一重点，提出了适用于我国渤海海域的平台组块拆除方案，丰富了国内对整体法拆除海上弃置平台上部组块的方案设计经验，并为以后工程实际操作提供了相应的方案参考。

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