袁 涵，李東澤，白學(xué)松

中國礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院

海上鉆井平臺改造成度假村的新思路

袁 涵，李東澤，白學(xué)松

中國礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院

我國對海洋油田的開發(fā)已經(jīng)有了50年的歷史，至今，一些海上平臺已經(jīng)超出了設(shè)計的使用年限。對退役海上平臺的處理措施有很多，對其進(jìn)行二次開發(fā)利用會帶來很多好處：可以避免拆除時的風(fēng)險，可以減少拆除時的費用，還可以保護(hù)海洋環(huán)境。針對中國的實際情況，我們綜合應(yīng)用多領(lǐng)域的知識，并借鑒美國墨西哥灣海上鉆井平臺改造的案例，提出將海上鉆井平臺改造成度假村的新思路。

海上鉆井平臺；再利用；度假村

1 國內(nèi)海上鉆井平臺二次利用

1.1 拆除的風(fēng)險和費用

海洋鉆井平臺的拆除是一個復(fù)雜的并且涉及許多技術(shù)領(lǐng)域的綜合性系統(tǒng)工程，受到經(jīng)濟、技術(shù)、安全等多種因素的制約。由于平臺已使用多年，腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)的強度已經(jīng)大為減弱，極易發(fā)生重大事故。相關(guān)資料指出，拆除的總成本約占初始投資的費用的3.3%—6.7%之間。根據(jù)工程公司初步估計，鋼結(jié)構(gòu)平臺拆除花銷可達(dá)到2500—3000萬元。

1.2 我國海上鉆井平臺二次利用的好處

我國大部分海上鉆井平臺位于近海區(qū)域，再利用的難度較小。大多數(shù)的平臺水深低于50米，平臺的穩(wěn)定性好，便于開發(fā)利用。最重要的是臺風(fēng)相對其他國家和地區(qū)較少，便于以后的長期經(jīng)營。

2 海上鉆井平臺改造成度假村

我們以莫里斯建筑事務(wù)所的海上度假村概念為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用太陽能、風(fēng)能、潮汐能等綠色能源，進(jìn)行了大膽的設(shè)想與假設(shè)。

2.1 主體結(jié)構(gòu)與材料

2.1.1 主體結(jié)構(gòu)

進(jìn)行平臺改造時，僅需拆除個別突出的鋼架，而且拆下來的材料經(jīng)過除銹處理后可以繼續(xù)應(yīng)用于平臺的建設(shè)。上層建筑主體結(jié)構(gòu)是中空式的，這樣的設(shè)計使臺風(fēng)無論從哪個方向襲擊都可以保持穩(wěn)定性，而且有利于底部區(qū)域的采光與通風(fēng)。每個房間都是在陸地預(yù)制的，有序的鑲嵌進(jìn)主體結(jié)構(gòu)。

2.1.2 建筑材料

普通彈力繃帶小手套在固定過程中需要將患兒的大拇指分開,手背和其余四指被固定在繃帶手套中,每天在護(hù)理人員檢查過留置針情況后,彈力繃帶手套便會自動粘合,在更換敷料時,護(hù)理人員需要將繃帶小手套整體取下,更加好更換后在重新固定好[3]。

主體結(jié)構(gòu)使用有“綠色建材”之稱的鋼材。表面使用光伏玻璃幕墻等太陽能光伏建筑一體化材料架空封閉。上層建筑基礎(chǔ)混凝土采用再生骨料，外墻和地板為舊房回收廢料，墻體保溫采用由廢紙纖維制成保溫材料。內(nèi)部房間的建造主要使用鋼結(jié)構(gòu)、壓型鋼板、復(fù)合板等，方便日后的回收與維護(hù)。

2.2 太陽能的利用

光伏玻璃幕墻等太陽能光伏建筑一體化材料，直接為度假村提供綠色環(huán)保的太陽能電力。建筑光電一體式系統(tǒng)作為一項新領(lǐng)域有如下優(yōu)點：1)減少了電量輸送過程的大量損耗；2)節(jié)省空間；3)省去了建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的部分費用；4)與建筑結(jié)構(gòu)緊密貼合，省去了單獨為光電設(shè)備提供的支撐結(jié)構(gòu)；5)美觀；6)產(chǎn)生電力的方式不破壞環(huán)境，多余的電能還可用于制冷系統(tǒng)的驅(qū)動和海水淡化加工廠的運轉(zhuǎn)。

2.3 風(fēng)能的利用

海上有豐富的風(fēng)能資源，我國海上的風(fēng)能資源儲量很多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸地風(fēng)能，眾所周知，海上風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域。在度假村海上平臺的四周安裝風(fēng)力渦輪機組，把風(fēng)力發(fā)電并入太陽能發(fā)電電網(wǎng)，能夠向大電網(wǎng)提供充足的電力。

2.4 潮汐能的應(yīng)用

潮汐能是一種不消耗燃料、沒有污染、不受洪水或枯水影響、用之不竭的再生能源。根據(jù)目前的技術(shù)，在海洋各種能源中，潮汐能的開發(fā)利用最為現(xiàn)實、最為簡便。為提高潮汐的利用率，可以在海上鉆井平臺下設(shè)置雙向水輪機組，以在漲潮進(jìn)水和落潮出水時都能發(fā)電。

2.5 維護(hù)

由于海上平臺所處位置的特殊性，日常的維護(hù)顯得格外重要。鉆井平臺在海洋環(huán)境中，從上到下環(huán)境條件有光照、溫度、水流、鹽度等因素，腐蝕機理和腐蝕類型不同，所采取的的對策也不同。

2.5.1 涂料防腐

涂料防腐價格低，施工方便，是目前鉆井平臺最常用的防腐方法之一。海上鉆井平臺常用的幾種涂料有：

(1)環(huán)氧樹脂：是一種性能優(yōu)良的樹脂，與其他材料表面有著超強的附著力，是首選的保護(hù)材料。

(2)聚氨酯樹脂：此種材料可以調(diào)節(jié)配方，可以制做成剛性涂料，也可制成彈性涂料，可作底漆也可作面漆。

(3)富鋅底漆：防腐蝕機理：在初始階段，鋅粉溶解，對鋼鐵起陰極保護(hù)作用。以后階段，隨著鋅粉的溶解，在鋅粉顆粒中沉積了許多腐蝕產(chǎn)物，這些致密而微堿性腐蝕物阻擋了腐蝕因子透過，從而達(dá)到防腐效果。

2.5.2 熱噴涂防腐技術(shù)

熱噴涂技術(shù)利用熱源使鋅或鋁熔化，用壓縮氣體將熔化成微熔滴的金屬霧，以很高的速度噴涂到基體表面，形成防護(hù)涂層。在鋼鐵表面覆蓋上鋅層，因鋅層相對鋼鐵電位更負(fù)，在構(gòu)成腐蝕電池時成為陽極，而鋼鐵成為陰極，這樣，在陽極區(qū)（鋅或鋁）釋放電子而溶于水，產(chǎn)生腐蝕。而陰極區(qū)（鋼鐵）在其表面吸收電子，與氧發(fā)生還原反應(yīng)，基體受到保護(hù)，這就是鋅/鋁涂層的電化學(xué)陰極保護(hù)原理。與涂料涂裝相比，熱噴涂防腐技術(shù)有許多優(yōu)越之處，可實現(xiàn)20～40年內(nèi)免維護(hù)。

2.5.3 電化學(xué)防護(hù)

電化學(xué)防護(hù)法原理是給被保護(hù)金屬通以陰極電流，發(fā)生了陰極極化從而減緩腐蝕。根據(jù)電源的來源不同，可分為外加電源法和犧牲陽極法，前者是將被保護(hù)金屬與電源負(fù)極相連，后者為將被保護(hù)金屬與電位更負(fù)的犧牲陽極相連。由于外加電源對于海上油氣鉆探作業(yè)存在一定的安全風(fēng)險，犧牲陽極法不需外加電源，不干擾臨近金屬設(shè)施，電流散能力好，便于日后的管理和維護(hù)。因此犧牲陽極法在海上平臺防腐中廣泛得到應(yīng)用。

3 結(jié)語

海洋事業(yè)在不斷的發(fā)展，越來越多的海洋平臺將投入使用，也一定將有大量的海洋平臺面臨退役。如果能將這些平臺有效地開發(fā)利用，如改造成海上度假村，讓他們發(fā)揮自己更大的價值，將是一筆巨大的財富。

[1]侯保榮.海洋腐蝕環(huán)境理論及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，1999.

[2]李異.犧牲陽極在海泥中電化學(xué)性能的影響因素[J].腐蝕與防護(hù)，2001，22(12)：527-529.

[3]劉登良.涂料工藝[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.