劉焰明

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

1 項(xiàng)目背景

在海洋石油平臺、FPSO、鉆井船以及其他石油生產(chǎn)設(shè)施中，由于下雨、噴淋試驗(yàn)、甲板清洗等生產(chǎn)和維護(hù)操作會造成甲板和設(shè)備圍堰存在積水現(xiàn)象，因此通常需設(shè)置地漏用對上述區(qū)域內(nèi)積液進(jìn)行收集進(jìn)而完成排放及處理，以保證甲板和設(shè)備表面的干燥。地漏往往設(shè)置一個排放口，排放介質(zhì)流入地漏，通過地漏出口排出后匯入開排主管，進(jìn)而收集至開排罐，開排罐通常設(shè)置兩個隔腔。

開排系統(tǒng)工藝流程如圖1所示，該流程含3種操作模式：（1）當(dāng)罐體液位低于高高液位設(shè)定值時，罐內(nèi)介質(zhì)通過下方出口排出至開排泵入口；（2）當(dāng)罐內(nèi)液位高于高高液位時，罐內(nèi)介質(zhì)通過罐上方溢流口排出；（3）當(dāng)極端暴雨工況時，通過手動對閥門開啟進(jìn)行切換，開排主管內(nèi)流體不進(jìn)罐而直接進(jìn)行排海。

圖1中工藝流程具備以下的特點(diǎn)。

（1）開排罐的大小根據(jù)工作環(huán)境海域雨水量以及石油設(shè)施甲板區(qū)域面積決定，當(dāng)甲板面積較大時，開排罐的有效容積需求也較大，對于甲板面積和層間高要求較高。

（2）當(dāng)極端暴雨工況時，為避免開排罐容積不足問題，需將地漏所收集雨水直接進(jìn)行排海，此時，需要手動開啟進(jìn)罐管線旁路閥門，此時地漏主管內(nèi)介質(zhì)將不進(jìn)罐而直接排放。

鑒于以上特點(diǎn)，因此對開排系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和優(yōu)化，以減少項(xiàng)目成本和設(shè)計(jì)建造周期，實(shí)現(xiàn)更加便捷操作，具有較大的意義。

圖1 開排系統(tǒng)工藝流程圖

2 技術(shù)方案

上述開排系統(tǒng)中所有地漏所收集介質(zhì)，包括大雨工況下的積水，都需要進(jìn)罐，當(dāng)收集量超過罐的高高液位設(shè)定值時，介質(zhì)才從罐頂部的溢流口進(jìn)行排海，該設(shè)計(jì)原理使得開排罐的設(shè)計(jì)容積往往較大。實(shí)際上，由于大雨造成的甲板積水無需流經(jīng)開排罐后再進(jìn)行排海，而可以直接排海。因此，可以通過優(yōu)化地漏設(shè)計(jì)在地漏位置對排放介質(zhì)進(jìn)行分類處理，當(dāng)雨水量過大時，排放介質(zhì)直接排海。

圖2中為新型地漏的設(shè)計(jì)圖，該設(shè)計(jì)借鑒開排罐的原理。地漏頂部設(shè)置格柵和隔板，底部設(shè)置斜板；地漏內(nèi)部安裝三塊隔板，將地漏內(nèi)部空間分隔為兩個隔腔,每個隔腔設(shè)置一個出口；當(dāng)排放介質(zhì)匯入Drain Box時，首先匯入圖2中左側(cè)的隔腔，通過隔腔出口排出，當(dāng)極端暴雨工況，匯入介質(zhì)的流量過大而來不及從左側(cè)隔腔出口及時排出時，介質(zhì)繞過隔板匯入右側(cè)隔腔，通過管線匯集后進(jìn)行排海處理。

圖2 新型地漏設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖

新型地漏相關(guān)開排系統(tǒng)工藝流程圖如圖3所示，每個Drain Box相當(dāng)于一個開排罐，匯入介質(zhì)根據(jù)流量的大小在隔腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)分離，初始匯入介質(zhì)被收集至開排罐，Drain Box隔腔具有“溢流”功能，可實(shí)現(xiàn)后續(xù)匯入介質(zhì)的排海。地漏及相連管線3D設(shè)計(jì)與現(xiàn)場安裝實(shí)例見圖4。

圖3 新型地漏相關(guān)開排系統(tǒng)工藝流程圖

圖4 Drain Box及外部管線3D設(shè)計(jì)及現(xiàn)場安裝實(shí)例

3 創(chuàng)新點(diǎn)

該類型的地漏設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：

（1）地漏頂部設(shè)有相應(yīng)的隔板，避免雜物進(jìn)入右側(cè)隔腔而直接排海，避免污染環(huán)境。

（2）該類型地漏尺寸較大，處理能力較強(qiáng)，所覆蓋甲板面積大，能有效地減少地漏及管線的數(shù)量，減小現(xiàn)場施工工作量。

（3）降低開排罐容積需求，節(jié)約占地空間。地漏的布置可以有效利用甲板面積，如零散空余面積、甲板外懸空間等，大幅減小集中布置開排罐引起的空間壓力。

（4）地漏具有液封功能，不同區(qū)域分支管線匯入主管時無需另行設(shè)置液封，節(jié)約管線彎頭材料，優(yōu)化布置。

（5）大雨工況自動切換排海，避免手動操作，可以有效避免人員操作不及時所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

（6）開排罐所需的檢驗(yàn)和測試程序較為復(fù)雜，所需建造工期較長。相對開排罐而言，Drain Box的建造周期較短。

4 推廣與應(yīng)用

綜上所述，該應(yīng)用能降低對開排罐處理能力要求，減小開排罐的有效容積，避免集中預(yù)留空間布置開排罐所帶來的壓力，節(jié)約占地空間；相對開排罐而言，Drain Box無論用料，還是施工和檢驗(yàn)要求都要低得多，能減少施工成本和節(jié)約項(xiàng)目周期。該應(yīng)用對于后續(xù)大型平臺或其他浮式生產(chǎn)設(shè)施項(xiàng)目的開排系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化具備較大的參考意義，特別是對于雨水量較大的海域，如南海區(qū)域油氣田開排系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)具有較大的參考意義。