南海孤立内波对海上安装作业的影响及预防.pdf

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1、第39卷第6期石油It程建设27南海孤立内波对海上安装作业的影响及预防原庆东，冒家友，冯丽梅，范志锋(中海石油(中国)有限公司深：L／J1分公司，厂东深圳518067)摘要：南海孤立内波是南海北部海域特有的一种灾害性海洋现象，它对海洋石油开发现场的安装作业影响很大．是海上安装作业必须考虑的安全风险因素之一文章总结了南海孤立内波的形成机理，孤立内波对海上各种安装作业的影响．孤立内波的检测方式和优缺点．并重点介绍了孤立内波实时检测技术在南海海上安装作业中的首次应用实例及效果关键词：南海；孤立内波；海上安装作业；安全风险；实时检测技术doi：10．39694．issn．1001-2206．2013

2、．06．0060引言故，但确实非常危险孤立内波是发生在层化海洋内部的一种非线性1孤立内波对海上石油工程安装作业的影响波动，常常出现在斜压内潮较强的近海大陆架、大1．1铺管作业陆坡海区。孤立内波产生后，可以携带巨大能量传铺管作业受孤立内波的影响大小与铺管方向有播至很远距离．孤立内波所到之处会产生强烈的海一定的关系．由于通常的南海孤立内波方向由东或流脉动．引起极端异常的突发性强流孤立内波在东南方向流向西或西北，一般由东向西方向铺管时层化海洋内部传播过程中将产生很强的剪切波致流．受孤立内波影响较小但是管道走向的前期设计通导致海洋上层和下层海流流速在短时间内急剧增强．常并不考虑孤立内波的影响．而主要

3、根据油田位置上层海流流向基本与孤立内波传播方向保持一致．和海上生产设施确定．因此孤立内波的影响必须在而下层海流流向方向则相反由于海洋内部的层化海上铺管作业时加以考虑．并将孤立内波的风险尽不同，波致流在不同水层的强弱不一样，波致流在可能降至可控制的水平。浅水区的铺管作业(水深海洋混合层和温跃层界面处产生的流速最大200m以内)一般都使用可抛锚的铺管船．受孤立南海北部海域是孤立内波频繁出现的海域．东内波影响较小．而深水区的铺管作业需要使用DP沙群岛以及吕宋海峡是该海域孤立内波的主要产生定位船．受孤立内波的影响就较大．尤其是铺管方源地之一：南海北部大陆坡地形变化剧烈，当强潮与向是南北方向时．因铺管

4、船不得不受到孤立内波的该海域地形相互作用时也常常激发出孤立内波横向冲击．铺管船很容易受孤立内波的影响而偏离海洋孤立内波是灾害性海洋现象之一．对海上海管铺设路由．导致在铺设海管过程中．铺管生产石油工程安装作业影响巨大孤立内波流可产生巨线失控、断管、设备损伤及人员伤亡等事故发生大的水平推力．影响工程作业船或半潜式及锚定石荔湾3—1铺管作业曾因孤立内波造成工程船主机故油平台的稳定性．还会使海上浮体结构及其立管系障，不得不临时弃管待机流花19—5铺管作业也统发生整体推移或扭转由孤立内波引起的ROV曾因孤立内波而造成生产线上海管失控．导致向船(水下机器人)丢失、工程船DP(动力定位)失首方向穿管I2m

5、的高风险事件发生位、海上结构物碰撞等重大灾难性安装事故时有发1．2铺缆作业生2011年11月．流花油田半潜式平台在锚泊系相对于铺管作业．铺缆作业受孤立内波的影响统解脱过程中曾因孤立内波来袭造成平台在l5min要小一些，由于海缆柔性较好，孤立内波来临时．内向北漂移了120m．幸好当时并没有造成碰撞事铺缆船可以暂时微调船首方向．以减轻孤立内波28石油工程建设的影响。然而一旦铺设作业因孤立内波引发事故．从雷达扫描仪上可以看出孤立内波的移动方向和相其后果也是相当严重的流花l9—5铺缆作业时．对的强度。通过调整雷达扫描仪的测量范围．还可困孤立内波导致铺缆船的DP失位．铺缆船向铺缆看出有多少个孤立内波同

6、时流向作业区域．并判断方向左前方移动了200m．带动已铺设的海缆偏离它们的间隔时间和距离由于雷达扫描只能观察海铺设路由35n3_．幸亏海缆前期已经造弯．降低了面的变化．因此南雷达扫描检测到的海面上孤立内铺缆船对海缆的拇伸应力．否则海缆有可能因此而波现象并不能真正反映孤立内波的强度大小．也不崩断．后果不堪设想能检测到海面下发生的孤立内波当海况条件较差1．3大型吊装作业时．雷达扫描更是难以检测到孤立内波的来临大型吊装作业如导管架吊装、上部模块吊装、2．3孤立内波检测系统水下管汇安装、水下跨接管安装等都是风险高、可近年来孤立内波检测方法有了长足的进步．主靠性要求高的海上安装作业这种作业一般要求海要

7、以孤立内波实时检测系统为代表应用检测仪检测况条件较好．主要考虑吊装结构物通过飞溅区时的海流、海水温度等指标，经过计算和模型分析定量地动力载荷变化引起的吊装安全问题．但孤立内波的得出孤立内波的强度大小、移动速度等．为海上安装影响也必须考虑．吊装作业要尽量避免在孤立内波作业提供了有参考价值的信息孤立内波检测仪有很通过时进行多类型．下面介绍典型的锚碇浮标检测仪系统1．4海上设施周围安装作业锚碇浮标实时检测孤立内波系