自升式海上風(fēng)電安裝平臺(tái)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析

自升式海上風(fēng)電安裝平臺(tái)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析自升式海上風(fēng)電安裝平臺(tái)主要通過樁腿和升降系統(tǒng)配合將平臺(tái)抬升到一定高度，以便適應(yīng)不同水深和作業(yè)高度，不需要考慮船舶橫搖縱傾，作業(yè)狀態(tài)非常穩(wěn)定。但由于海上未知因素比較多，平臺(tái)在航行調(diào)遣、就位、預(yù)壓、舉升、下降、拔樁、作業(yè)和風(fēng)暴自存等操作過程中碰到許多突發(fā)情況，出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)概率較大，結(jié)合海上作業(yè)過程情況，有必要對(duì)不同作業(yè)階段風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，提出控制措施，以保證平臺(tái)作業(yè)安全。1、海上拖航作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)自升式海上風(fēng)電安裝平臺(tái)海上拖航主要為遠(yuǎn)距離拖航和風(fēng)場區(qū)內(nèi)短距離遷移，一般采用濕拖。拖航時(shí)樁腿全部升起，平臺(tái)處于漂浮狀態(tài)，平臺(tái)受風(fēng)面積大，重心高，搖擺慣性巨大，對(duì)平臺(tái)的穩(wěn)性和樁腿強(qiáng)度要求較高，一些平臺(tái)還安裝了大型風(fēng)機(jī)安裝輔助設(shè)備，在拖航過程中遭遇強(qiáng)風(fēng)浪，有可能出現(xiàn)拖纜斷裂失去航向控制，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受損、艙室進(jìn)水致使穩(wěn)性不足最終傾覆的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)相關(guān)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在全球已發(fā)生的海工裝備事故中，自升式平臺(tái)傾覆事故占據(jù)了很大的比例。海上風(fēng)電安裝平臺(tái)與傳統(tǒng)油氣鉆井平臺(tái)相比，平臺(tái)遷移頻率高，周期短。在全壽命周期過程中需要重點(diǎn)關(guān)注拖航存在的風(fēng)險(xiǎn)。首先在平臺(tái)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)進(jìn)行拖航穩(wěn)性分析和拖航狀態(tài)下平臺(tái)、樁腿的強(qiáng)度分析，注意平臺(tái)上安裝的大型風(fēng)機(jī)安裝輔助設(shè)備和裝載風(fēng)機(jī)對(duì)平臺(tái)的影響。日常拖航作業(yè)時(shí)，首先從源頭上杜絕不安全因素，做好拖航前期安全檢驗(yàn)和準(zhǔn)備工作，尤其關(guān)注平臺(tái)上大型設(shè)備的綁扎、固定，充分分析海上拖航期間的海洋氣候和海況，選擇無臺(tái)風(fēng)時(shí)間段作為拖航時(shí)間，做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，編制《拖航計(jì)劃》和《拖航應(yīng)急預(yù)案》。拖航前三天，還需要申請(qǐng)船級(jí)社進(jìn)行拖航檢驗(yàn)，取得驗(yàn)船師簽發(fā)的《適拖證書》，發(fā)布航行警告。在拖航過程中，應(yīng)密切注意航線上的氣象、海況變化，做好應(yīng)急措施，確保拖航作業(yè)的安全。2、海上插樁作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)由于風(fēng)場區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，自升式風(fēng)海上電安裝平臺(tái)在進(jìn)行海上插樁作業(yè)時(shí)存在刺穿、滑移、沖刷掏空等風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響平臺(tái)的作業(yè)安全。刺穿主要由于樁靴基礎(chǔ)位于上硬下軟的層狀地層時(shí)，基礎(chǔ)發(fā)生未預(yù)料的沉降，樁腿刺穿地層；滑移一般由于平臺(tái)要求在以前插過的位置及周圍重新插樁，由于初次就位對(duì)土層的擾動(dòng)和舊樁穴的存在，對(duì)重復(fù)就位樁基礎(chǔ)的影響，導(dǎo)致樁靴偏心受阻，受力不平衡，樁靴受水平力作業(yè)產(chǎn)生了滑移；沖刷掏空一般由于樁靴入泥較淺或者不完全入泥時(shí)，樁靴處水流發(fā)生局部變化帶動(dòng)泥沙運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致了樁腿插樁處泥沙發(fā)生沖刷。如何防止平臺(tái)插樁時(shí)出現(xiàn)穿刺、滑移、沖刷掏空問題，尤其穿刺問題一直是業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)，目前通用做法是海上風(fēng)電安裝平臺(tái)一般在插樁前對(duì)風(fēng)場進(jìn)行地質(zhì)勘察，查明海底以下一定深度范圍內(nèi)土層分部、土質(zhì)類型、強(qiáng)度以及工程物理力學(xué)特性，并對(duì)平臺(tái)的插樁深度進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)樁腿穿刺可能性，插樁深度分析主要便于平臺(tái)操作者確定平臺(tái)樁腿是否有足夠長度來支撐平臺(tái)安全作業(yè)，硬土層進(jìn)入軟土層引起的單樁突然貫入的可能性；對(duì)于存在穿刺風(fēng)險(xiǎn)較大的區(qū)域，作業(yè)人員應(yīng)提前做好預(yù)案，及時(shí)調(diào)整壓載程序，逐步進(jìn)行壓載，保證插樁過程中平穩(wěn)安全。若發(fā)生穿刺情況，注意及時(shí)評(píng)估現(xiàn)場情況，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。對(duì)于防滑移風(fēng)險(xiǎn)，首先在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能規(guī)避重復(fù)就位，樁靴入泥考慮一定余量，插樁作業(yè)過程中注意對(duì)角插樁，樁腿每入泥0.5米時(shí)，靜載觀察一段時(shí)間，直至平臺(tái)插樁完畢。對(duì)于沖刷掏空，還需注意進(jìn)行海底探摸，若有可能，增加水下監(jiān)控系統(tǒng)。3、平臺(tái)拔樁作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)平臺(tái)在完成吊裝作業(yè)后離開前，需要拔樁、回收樁腿。平臺(tái)在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)平臺(tái)的入泥深度進(jìn)行了分析并在操作手冊(cè)中明確最大入泥深度，但由于作業(yè)地點(diǎn)的?；匦圆煌踔敛罹嗪艽?，尤其國內(nèi)海上風(fēng)場一般在近海，如江蘇區(qū)域，海底淤泥層很厚，地質(zhì)疏松，可能造成入泥過深而導(dǎo)致拔樁困難，歷史上曾經(jīng)因?yàn)榘螛独щy導(dǎo)致平臺(tái)浸水，或者不得不用挖泥船過來協(xié)助。當(dāng)然，導(dǎo)致拔樁困難可能原因也包括樁靴阻力大，平臺(tái)安全浮力不足以把樁靴拔起；沖樁泵壓力和排量能力不夠，沖樁時(shí)間長；樁靴噴嘴數(shù)量及分布不合理，在淤泥中容易阻塞，不易把樁靴吸附層吹松。保證平臺(tái)拔樁作業(yè)安全應(yīng)先分析、評(píng)價(jià)平臺(tái)在特定地質(zhì)條件及入泥深度的拔樁能力，拔樁操作前，應(yīng)根據(jù)作業(yè)海區(qū)的具體情況制定拔樁方案，拔樁前先用沖樁管路對(duì)角兩樁噴沖，拔樁操作時(shí)采用對(duì)角拔樁成對(duì)交替進(jìn)行。4、吊裝作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)海上吊裝作業(yè)覆蓋海上風(fēng)電安裝的全部環(huán)節(jié)，主要包括風(fēng)筒、風(fēng)機(jī)、基座等的吊裝，吊物尺寸大，重量大，作業(yè)過程危險(xiǎn)性較大。自升式海上風(fēng)電安裝平臺(tái)首先在設(shè)計(jì)階段應(yīng)考慮吊裝工況下的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。實(shí)際海上吊裝作業(yè)前，首先起重設(shè)備應(yīng)經(jīng)過檢驗(yàn)，取得產(chǎn)品證書，平臺(tái)上應(yīng)配備起重機(jī)械操作人員、指揮人員和平臺(tái)操作人員；其次應(yīng)編制專項(xiàng)吊裝方案和建立應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。氣候環(huán)境對(duì)海上風(fēng)電吊裝影響最大，尤其風(fēng)是風(fēng)機(jī)吊裝最敏感的因素。平臺(tái)上起重機(jī)應(yīng)有防風(fēng)的措施，應(yīng)設(shè)置測(cè)風(fēng)儀，時(shí)刻關(guān)注氣象變化，注意起重機(jī)對(duì)風(fēng)速要求限制，目前一般要求10分鐘平均風(fēng)速必須小于等于10米/秒。若碰到大風(fēng)大浪時(shí)，應(yīng)立即停止作業(yè)，起重機(jī)上載荷卸載，起重臂下放到安全固定位置。當(dāng)前一些平臺(tái)配置了陸用履帶式起重機(jī)進(jìn)行海上吊裝或者輔助吊裝作業(yè)。海上風(fēng)電吊裝對(duì)起重機(jī)要求非常高，履帶式起重機(jī)進(jìn)行吊裝作業(yè)存在許多不確定因素，如起重作業(yè)水平度難以控制，履帶式起重機(jī)吊裝時(shí)由于自升重量加上設(shè)備重量較大，對(duì)平臺(tái)承載力和穩(wěn)性的要求較高，目前主要做法是對(duì)平臺(tái)進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)性核算，根據(jù)核算結(jié)果