废弃海洋石油平台的拆除

1
应力，在受热、受压等情况下，其内部组织的晶格点发生 重时，往往造成工件断 5 100 205
2
6 100 210
10
改变，极易造成零件断裂，以致不能使用。如果零件镀铬 裂，以致不能使用。
前不除应力，那么内部存在的应力极其容易使铬层产生
不同金属的吸氢程度不相同，最大的是铬镀层，其次
裂纹，甚至爆皮。所以，工件在镀前消除应力是非常重要 是铁族金属，锌的吸氢程度较小，其它金属的吸氢程度更
1980 年代末和 1990 年代初，我国分别对渤海 2 号、 渤海 8 号、渤海 9 号等 10 座平台进行了拆除。由于这些 平台均为渤海早期的浅水简易平台，所以严格地讲，还不 能称为真正意义上的海洋平台拆除。为了缩小与国外在 平台拆除领域的差距，中国海洋石油总公司所属的海洋 石油工程股份有限公司早在多年前就将废弃海洋平台的 弃置工作提上了日程，进行了大量的研究工作，并在平台 拆除技术上取得了突破，同时还配置了导管架桩腿内排 泥和水下桩腿切割等一系列拆除装备。
解决方案
SOLUTION 工艺 / 工装 / 模具 / 诊断 / 检测 / 维修 / 改造
废弃海洋石油平台的拆除
王勇 1， 戴兵 2， 高军伟 3 （1．深圳海油工程水下技术有限公司，广东 深圳 518067；2．中国石油大学（北京）海洋油气研究中心，北京 102249；
3．海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）
（3）我国在导管架平台拆除方面尚无实际经验。 因此，面对即将到来的大量平台废弃作业，尤其是南 海平台的拆除，既需要有关部门加快废弃海洋平台弃置 方面相关法律法规的制定和完善，也需要设计部门在平 台设计过程中考虑到平台的拆除，还需要加强同国外相 关专业公司的合作和交流，以广泛吸收和学习他们的成
机械工程师 2010 年第 1 期 135
（1）国外在废弃平台拆除方面的法规已经比较成熟， 尤其是美国、英国、挪威等海洋石油强国，从拆除前的方 案制定到拆除后的总体评价等都有法律的规定和约束； 由于我国海洋石油发展较晚，与平台拆除相关的法律法 规较少，导致一些相关部门尚未介入或职责不明，给平台 的拆除工作带来一定困难。
（2）我国前期建造的平台在设计阶段未考虑到平台 的废弃处置，导致平台拆除工作的复杂性和费用的不确 定性。
的一序。通过对我厂 100 件卡尺 150 测尺的实验表明，除 小，甚至没有。
应力的最佳温度如表 1 所示。
表 1 温度与裂纹的对应关系
通过上述实验可以得
出如下结论：温度在 240℃
次数 件数 温度/℃ 裂纹数/件
1 100 220
10 ±5℃时，效果最佳。且保温
脆裂或造成脱落，但在大 次数 件数 温度/℃ 氢脆数/件
多数情况下，氢脆在工件 1 100 185
20
应力，使金属材料的韧性下降而变脆。给工件造成隐患， 外表面上并不显形，给工 2 100 190
18
使工件的机械性能受到很大削弱。严重时，即使不受外力 件造成隐患，使工件的机 3 100 195
4
作用，其物体本身各质点之间依然存在着相互作用的内 械性能受到很大削弱，严 4 100 200
17%
28%
估和维修继续服役，但在
未来几年，大量平台的退
29%
26%
5 年内 5～10 年 10～20 年 20 年以上
图 2 中国海油在役平台 使用年限分布图
役 是 不 可 改 变 的 事 实 ，尤 其 到 2020 年 ，2002 年 以 前建设的几乎所有平台， 都将进入废弃阶段。由此 可见，废弃平台拆除将在
关键词：内应力；裂纹；氢气；氢脆；爆皮
中图分类号：TG174.441
文献标识码：A
文章编号：1002－2333（2010）01－0136－01
1 卡尺 150 测尺电镀前消除应力的方案
氢脆有时会使工件 表 2 除氢温度与裂纹的对应关系
在冶炼、锻造成测尺的同时，金属材料的内部组织变 形，使其内部组织的金属晶格点歪扭，由此产生很大的内
尽管全球每年拆除的废弃平台数与新建的平台数相
拆除的平台数量/座
200
150
Leabharlann Baidu
100
50
0 1990
图1
1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 年份
墨西哥湾 1990 年至 2006 年平台拆除统计图
差无几，甚至超过了新建平台，但是这些被拆除的平台大 多数处于小于 120m 水深的区域。对于深水平台，废弃处 置技术的发展远落后于开发技术 。 ［4］ 2 我国海洋平台拆除的现状和市场前景
（3）Allseas 公司设计了一种新的平台拆除方式，就是 将船尾两台吊机的横梁下放，使导管架水平坐落于横梁 上运回。不过，这种方法对被拆导管架的尺寸要求较严 格。吊装拆除过程如图 7 所示。
图 7 Allseas 船拆除导管架过程 4 我国海洋平台拆除行业面临的挑战及建议
废弃海洋平台的拆除在我国尽管已经有 20 多年的 历史了，但是，由于诸多原因，我国海洋平台的拆除还面 临着许多挑战：
文章编号：1002－2333（2010）01－0134－03
The Disposal of Abandoned Offshore Oil Platform WANG Yong1, DAI Bing2, GAO Jun-wei3
（1． COOEC Subsea Technology Co., Ltd., Shenzhen 518067, China； 2． China University of Petroleum（Beijing）Offshore Oil & Gas Research Center, Beijing 102249, China；
割两种）等。在墨西哥湾和英国北海油田的平台拆除过程
中，这三种切割方式所占的比例达到 80%。
在起吊方式上，主要采用重型起重船（HLV）或半潜
图 4 聚能爆破拆除导管架 图 5 高压水研磨料内 切割拆除导管架
式起重船（SSLV）进行吊装［6］。重型起重船主要用于较小 平台的拆除，而半潜式起重船的起重能力相对较大，适用 于对平台的整体拆除起吊，不过，需要重点考虑吊点的设
留在原地改作它用
图 3 海洋平台废弃处置方法
《海 洋 石 油 平 台 弃 置 管理暂行办法》 的规 定：在领海以内海域
进行全部拆除的平台，其残留海底的桩腿等应当切割至海
底表面 4m 以下；在领海以外残留的桩腿等设施，不得妨碍
其它海洋主导功能的使用。
需要说明的是，国外对于 120m 以内水深的废弃平台
到 2008 年底，仅中国海洋石油总公司在渤海海域进 入废弃阶段的桩基式平台就超过 40 座，而南海海域也有 8 座桩基式平台进入废弃阶段。根据生产的需要，虽然部
134 机械工程师 2010 年第 1 期
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分平台寿命到期后经过评
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钢铁零件铬前除应力与铬后除氢的重要性
王玫琦 （哈尔滨量具刃具集团有限责任公司 电镀厂，哈尔滨 150040）
摘 要：应力易使钢铁零件产生裂纹，氢气也能使镀铬后工件产生氢脆，所以镀铬前除应力与镀铬后除氢是十分关键的。
国外废弃海洋平台的拆除工作已有 30 多年历史。在 这个过程中，积累了比较丰富的施工和现场经验。根据相 关资料，在进行石油开发的海域中，墨西哥湾的海洋平台 拆除数量最多。从 1990 年到 2006 年，墨西哥湾一共新建 了 2251 座平台，拆除了 2188 座。其中，2004 年拆除 190 座，2005 年拆除 115 座，2006 年拆除 81 座（见图 1）。2006 年以后，每年的平台拆除数量均保持在 100 座以上。
3． Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Tianjin 300451，China）
Abstract： As a considerable number of offshore platforms are closing or have exceeded their service lives, more and more abandoned platforms are required to be removed. This paper describes present condition home and abroad about the disposal of the offshore oil platforms, illustrates the existing decommissioning and removal technology of the offshore platforms, and points out the challenge exposed to the removal industry of offshore oil platforms in China. Finally, the corresponding suggestions have been advanced. Key words： offshore oil platform; present removal condition; decommissioning and removal technology; challenge; suggestion
计以及索具的强度问 题。
目前，国外在平 台的起吊方面还发展 了不少新技术：
（1）利 用 浮 筒 将 大型导管架浮起后拖 至浅水区域再处理或 者直接拖到深水海域 图 6 导管架拆除整体吊装现场 丢弃。
（2）最近几年发展起来的一种新的平台拆除技术是 将两艘驳船连接到一起，安置在平台的两边，然后同时起 吊，从而将平台拆除。这种技术曾经成功应用到 Lake Maracaibo、Venezuela、墨西哥海湾等地区的平台拆除。不 过，该技术对甲板、索具的强度要求较高。
大部分实行全部拆除；而对于水深更深的平台，由于受到
拆除技术和拆除费用的限制，其主要做法是将上部组块
拆除运回陆地，导管架则按照相关法律法规的最低限度
采取部分拆除（一般拆除至水下 55m）或者就地倾覆，也
可以用于别的方面，比如人工渔礁、气象观测站等。
在切割方式上，目前主要采用聚能爆破、金刚石绳锯
机、高压水研磨料切割设备（包括桩腿内切割和桩腿外切
摘 要：随着相当数量的海洋平台接近或者超过服役年限，越来越多的废弃平台需要拆除。文中介绍了国内外海洋石油
平台拆除的现状，说明了现有废弃海洋平台拆除的相关技术，最后指出了我国在海洋石油平台拆除行业所面临的挑战，
并提出了相应的建议。
关键词：海洋石油平台；现状；拆除技术；挑战；建议
中图分类号：P75
文献标识码：A
我国形成一个新的产业和巨大的市场，发展拆除技术和
装备已迫在眉睫。
3 现有废弃海洋平台的拆除技术
当海洋石油生产设施完成使命或者达到使用寿命
后，就必须对平台进行废弃处置，处置方法主要有以下几
种 。 ［5］
根据国外的经验，约 80%的废弃海洋平台将会被拆
平台弃置
拆除 就地倾覆
全部拆除 部分拆除
除。由于各国的法律 不同，平台的拆除方 式也不尽相同。在我 国，根据国家海洋局
一般海洋石油平台的设计寿命在 20 年左右。按照相 关的法律和法规，海上平台的作业寿命到期后，如果没有 其它用途，必须进行废弃拆除。从 1973 年墨西哥湾外大陆 架第一座废弃平台拆除开始，到 1999 年，全世界外大陆架 有记录的平台拆除就已达 1800 多次［3］。废弃海洋石油平 台的拆除对海洋石油工业来说非常重要，对保证作业区域 的海洋环境、通航和渔业生产等，都具有重要意义。 1 国外海洋石油平台拆除的现状
随着海洋石油工业的发展，在作业海域新建的石油 生产设施越来越多。自 1960 年代到 21 世纪初期，全球共 建设了超过 7270 座海洋石油生产设施，分布在 53 个国 家和地区。其中，墨西哥湾有 4000 多座，亚洲约 1000 座， 中东 700 余座，北海和大西洋东北部有 1000 余座［1］。中 国海洋石油总公司经过 20 多年的发展，投产或正建待投 产的油田已达 50 多个［2］，桩基固定式平台有近 200 座。