提高海洋石油钻井平台电气设备安全性的措施

宋宁军 中石化胜利石油工程有限公司海洋钻井公司

我国的经济社会生活领域，对石油资源有了越来越高的需求，为满足石油资源领域的开发需求，海洋石油资源日渐被开发，且开发规模日渐增大。为满足高效、安全的开采目标，各个石油企业在海洋石油的开发中，也需同步进行钻井平台电气设备的管理创新，因为钻井平台电气设备使用中存在着一定的安全风险，为使得这些电气设备均能够达到对应的安全标准，各个石油企业也需同步进行电气设备安全管理的创新，以通过各种的管理工作、设计改进、规范操作等来提高电气设备安全性。

一、海洋平台电气设备的基本概述

对海洋石油开发工程而言，在开展施工建设的过程中，电气设备的安装施工极为关键，因为在钻井平台上包含了多种的电气设备，这些电气设备配置是否合理，将会影响到钻井工作能否顺利实施，也会最终影响海洋石油资源的开发效率和效益。只有在海洋石油钻井平台电气设备的安装施工中遵循了相应的规范，才能够发挥电气设备的作用，提升设备运行水平。钻井平台电气设备的安装施工要求如下：

（一）选择电缆通道

对于海洋石油钻井平台的施工作业，为提升施工效果，使得其可以给海洋石油钻井工作的进行提供有效的保障，就需要结合现场情况和相应的要求，选定电缆走向和通道。通常情况下，电缆与热源、油管线之间应保持在安全距离内，与发电机排烟管、水蒸气管线、电阻器和燃油管线等，也应该达到相应的距离标准，以避免距离过小所引发的事故[1]。电缆线严禁与热管线出现任何的交叉，如果在施工作业中的交叉难以避免，需进行安全距离的控制。针对电力电缆、自动化控制电缆和通信电缆，一般要遵循分层铺设的要求，比如，高压电缆严禁经过有人的空间，电力电缆不得经过通信室，应急电源电缆应与主电源电缆分开布设。

（二）布置电气设备预设位置

海洋石油钻井平台的电气设备施工中，也需结合总体的工程规划要求，来进行电气设备预设位置的精准确定。根据当下海洋石油钻井平台中的电气设备配置情况，主要以室内设备和室外设备为主，根据建设要求，配电室与控制室一般都位于室内，在配电箱柜的布设方面，应遵循规范化要求，按照对应的标准来进行布置，以给后续的维护和操作提供便捷。配电箱上面与后面最好避免油管线、水管线和蒸汽管线，针对室外电气设备的布置与安装，需注意安装位置的选择，在一些危险区域，严禁布设电气设备，并进行对应的防爆保护[2]。

（三）电缆敷设工作

电缆敷设是海洋石油钻井平台电气设备安装中的重点性工作，为使得敷设可达到相应的标准，专业的施工人员要根据走向要求，进行桥架和导线板的安装，并做好电缆筒和电缆框的切割处理。在电缆桥架的安装环节，应进行规格、型号的选择，以严格根据对应的施工设计要求，保障安装工作的规范化实施。电缆穿舱壁或者甲板孔洞应严格按照对应的施工规范来处理，严禁处理不当对主体结构所造成的损坏，且要确保孔洞大小的合理性、位置的精准性。电缆筒或者电缆框的选择方面，需综合对比，以达到防水、防爆设计标准。针对舱室顶壁部分的电焊或者切割处理，为避免焊接和切割时对配电盘、集控台、变压器等设备造成的不利影响，需做好对应的保护工作。

二、钻井平台电气设备的使用特点

因为海洋石油分布环境的特殊性，使得钻井平台电气设备应具有极高的安全性、耐久性、耐腐蚀性和防爆性，比如，针对钻井平台中的防爆电气设备，一般要确保所选择的电气设备，其质量达标，材料抗腐蚀性好，可选用金属混合材料所形成的电气设备，因为金属混合材料可使得电气设备能够与外界气温隔绝开来，使得在电气设备的运行过程中，热量可长时间保持在稳定状态下。当然，金属混合材料也具备其他的性能，就是其可以抑制电流对设备的干扰。海洋石油钻井平台中的各种设备运行中，因为长时间处于海洋环境下，可能会使得海洋中的盐分逐步对电气设备的相关零部件造成一定的腐蚀，引发电气设备的腐蚀与老化，因此，在海洋石油钻井平台设备的选择上，一般要选用各方面性能都良好的电气设备[3]。

三、钻井平台电气设备使用中存在的隐患

海洋石油钻井作业的过程中，可能会遇到很多不确定性问题，这些不确定性因素的存在可能会干扰电气设备的正常运行，从而导致电气设备运行和使用过程中会面临各种的隐患，主要表现在以下方面：（1）海洋空气中含有的盐分含量较高，而这种高盐分环境条件往往会加剧电气设备的腐蚀。根据最新的研究，对钢铁材质造成腐蚀最为严重的部位是结构与海平面相距20m 以内的部位。在开展海洋石油钻井作业的过程中，钻井平台因为在海面上处于漂浮状态，在电气设备的外部与内部，可能会导致海面蒸汽附着，引发腐蚀等危害。（2）海上钻井平台的运行过程中，开采出来的石油油层往往与电气设备之间存在着一定的摩擦，而这种摩擦增大了气体泄漏风险，使得电气设备的温度超出正常限制，当设备处于高负荷运行状态下时，可能会诱发爆炸事故。

四、海洋石油钻井平台电气设备选择

（一）耐震属性

因为海洋石油钻井平台运行环境的特殊性，海浪的规律性变动以及潮汐运动，都可能会使得钻井平台上的电气设备在运行时遭遇反复的震动，引发设备中的零部件松动或者脱落，增大电气设备的运行风险。因此，正是因为电气设备所面临的这一运行环境，使得海洋石油钻井平台电气设备的选择上，应选用耐震性比较好的设备，以抵御各种的震动冲击。

（二）耐腐蚀属性

海水中的含盐量相对较高，这一特性使得海水的腐蚀性非常强，对电气设备的腐蚀影响了电气设备的使用安全。因此，正是因为石油钻井电气设备运行环境的特殊性，使得在开展各类电气设备的选择时，也需要选用耐腐蚀性相对较好的设备，避免电气设备腐蚀对设备运行所造成的干扰。针对钻井平台电气设备的防腐，也需做好海水防护措施，以延长设备使用寿命，在电气设备的选择上，尽可能选用耐腐蚀性、抗碱性和耐潮湿比较好的设备。

（三）特殊频率电压属性

与陆地环境不同，在海洋钻井平台的运行过程中，当在设备的运行过程中，电气系统的频率和电压会在很短的时间内快速增大，因此，为使得钻井平台电气设备可安全运转，就需要在钻井作业的进行中，给钻井平台提供单独的局域电网。在钻井平台电气设备的配置方面，也需进行特殊频率电压的关注。

五、海洋石油钻井平台电气设备安全方面所面临的问题

（一）电气产品和材料质量不合格

海洋石油钻井平台电气设备的使用中，针对电气设备的安全管理，存在着电气产品和材料质量不合格的情况。事实上，因为海洋石油开发环境的复杂性，使得在开采工作的进行中，所选用的一切电气产品和材料，都应该符合对应的安全标准，但显然，很多石油企业在面临海洋石油钻井任务时，所选用的电气产品和材料存在着质量方面的问题，即使后续再对电气设备开展了规范化的安全管理工作，也很难发挥电气设备的功能作用，给正常的开发工作带来了巨大的隐患。部分石油企业为追求短期经济效益，往往会采用质量不合格的电气产品，比如，所选用的电缆和导线的电阻值偏大，熔点过低，在后续的设备使用过程中，出现火灾事故的几率偏高。

（二）电气防雷接地不达标

对于海洋石油钻井平台电气设备的使用而言，为提高设备运行安全性，在各种电气设备的安装施工环节，也需做好对应的防雷接地处理。但部分石油企业在电气设备的安装中，并未严格根据相应的防雷接地处理标准来进行防雷接地处理，使得设备运行中常常会出现各种的雷击事故。通常情况下，电气设备防雷接地不达标一般是由于相关人员的专业素质不高所导致，比如，在避雷网的设置上，没有综合考虑现场情况和总体的设置要求，来进行避雷接地极测试点的科学设置。

（三）设备操作不规范

海洋石油钻井平台电气设备的一些安全问题是由操作问题所导致，为提升电气设备的安全性，同样需在开展电气设备的操作和使用过程中，严格遵循相应的操作规范，提升设备可靠性。但很多海洋石油钻井平台电气设备的使用中，存在着一定的操作不规范行为，相应岗位人员并未严格遵循相应的操作规范，增大了电气设备的使用风险，影响了正常的开采作业。

六、提高海洋石油钻井平台电气设备安全性的措施

（一）保证电气设备及材料质量

海洋石油钻井平台电气设备的安全性在很大程度上会受到电气设备质量和性能的影响，因此，为提升电气设备安全性，各个石油企业在开展海洋石油的开发任务时，都应该确保电气设备和材料的质量。在设备和材料的采购方面，应与可靠的设备和材料供应厂家合作，把好设备和材料的质量关，避免材料和设备质量不达标所引起的设备安全问题。其次，针对电气设备和材料的运输和储存，同样需做好对应的保护工作，以避免运输和存储不当所引发的安全问题。

（二）做好电气设备的选型工作

海洋石油钻井平台电气设备所面临的安全问题可能来自于操作方面、环境方面和设备本身，为提高设备安全性，应从本质上做好设备的选型，结合在海洋石油钻井作业进行中的设备配置要求、设备运行环境，来进行设备选型。设备选型中应注意以下方面：选用高性能的电气设备，减小空气湿度、雾气、海浪等对设备安全性的干扰；选用耐震性比较好的电气设备，减小震动对电气设备零部件的影响；确保电气设备良好的抗腐蚀性和防爆性[4]。

（三）做好电气施工的质量管理

为提高电气设备的安全性，也需要从防雷接地保护的角度出发。首先，在接地线方面，为提升设备安全性能，应将电气设备的金属外壳接地线，形成回路，以减少人身触电事故的出现，经由接地线的科学设置，可使得在电气设备的运行过程中，即使发生了设备表面漏电的情况，也不会危害人身安全。其次，在保护接零方面，当电气设备处于低压运行条件时，设备外壳与电路中的零线相连接，也就形成了零线保护，这种零线保护前提下，即使电气设备在运行的过程中受到了一定的损坏，也可以在零线支持下形成单相短路，使得设备的瞬时电流异常增大，引发自动跳闸动作。

（四）做好电气设备的安全维护

海洋石油钻井平台电气设备的安全管理中，为确保设备安全目标的实现，各个石油企业在日常的工作中也需做好对应的安全维护工作，定期安排专人来负责进行电气设备的保养与维护，重点做好除锈、刷漆和贴膜处理，以避免设备的腐蚀，使得电气设备可以有更高的能力来抵御各种不利环境因素的影响。比如，针对一些特殊的电气设备，可利用锌铝合金涂层，来发挥其保护作用，通过热喷技术来进行设备表层、电缆等的均匀喷洒，使得设备具有更高的密闭性，避免设备锈蚀、腐蚀。此外，日常的维护工作开展时，也需要进行定期检查，避免设备的高强度、高负荷运转，检查设备的防雷接地是否达到了相应的规范，只有在电气设备断电绝缘的情况下才可由专人来接触设备。

七、结束语

海洋石油钻井平台电气设备使用中面临的安全风险巨大，为提高设备安全性，各个石油企业在海洋石油开发作业中，都需要做好电气设备的安全管理工作，经由电气设备的采购质量控制、规范操作、高质量安装施工，来提升电气设备的安全性。