油田污水处理站安全技术措施

篇2：化工企业污水处理系统安全措施

化工企业生产过程中要消耗大量工业用水,需排放或净化处理的污水量很大,污水中经常混杂有易燃易爆或有毒的物质,在污水处理系统中,安全事故时有发生,并且污水管网遍及厂区,一旦着火,易蔓延成灾。污水处理系统是化工企业安全管理工作不可忽视的重点部位。

1化工企业污水处理系统火灾爆炸危险性分析

1.1形成爆炸性气体混合物

?化工企业的生产废水或其他排水难以避免地含有易燃液体或可溶性的可燃气体。在一定条件下,这些易燃液体或气体因汽化在水道系统和净化设施内与空气形成爆炸性混合物。

?(1)如果生产设备系统的密闭性损坏或违反操作规程造成溢料时,泄漏的易燃、易爆液体或气体常易混入污水而进入下水道系统。

?(2)高温污水和蒸汽排入下水道,造成污水系统温度升高,可燃液体蒸发,形成爆炸性混合物。某公司合成橡胶厂的厂外排水管道爆炸,11个下水井盖飞起,事故原因是排水中带有可燃液体,遇食堂排出的热水,油气加速挥发,遇明火引起爆炸。

?(3)在气体吸收和解吸过程中,如果吸收有可燃气体或含易燃液体(吸收剂)的污水排入下水道,当温度升高时,这些可燃气体会解吸出来,易燃液体会汽化逸出。某氯碱厂在吸收氯化氢的过程中,由于吸收塔液体出口处的液封层厚度不够,易爆气体与盐酸一起进入酸水的下水道系统,在该系统中,解吸出的气体与空气形成易爆混合物,而发生了爆炸。洗涤、冲刷的污水,往往含有多种火灾危险性物质。这类污水也是下水道系统中形成蒸气(或气体)与空气的爆炸性混合物的来源。

1.2混触反应生成危险物质

?排入下水道的各种物质互相作用,可能产生其他易燃、易爆产物。例如,从工艺设备排出的洗涤液和冲洗地面的污水中往往含有化学活性较高,性质相互抵触的物质,当它们在下水道中混合后,会形成爆炸性物质,甚至自燃性物质,这些物质常积聚在井壁和管壁上成为干料而构成潜在危险。硫化碱废液同酸性污水流入下水道,会产生硫化氢易燃气体。某厂过氧化氢和丙酮同时排入下水道,而生成丙酮过氧化物,以致在下水道中发生丙酮过氧化物爆炸事件。含亚硝酸铵、硝酸铵等盐类的冲洗污水排入下水道后,也潜伏有很大的爆炸危险,因为结晶亚硝酸铵的化学性质极不稳定。

1.3引起火灾的蔓延扩大

?污水管道贯通整个企业区,发生的火灾或爆炸往往会沿着污水处理系统传播,导致连锁式的破坏。20**年10月30日17时42分,安徽省滁州市某加油站在卸油时,汽油从量油孔大量外溢,渗入站内下水道,流入市政下水管道,油蒸气与空气形成爆炸性混合气体,遇火源引起持续5h连环爆炸,并燃起大火。此起彼伏的爆炸延续到当日23时才完全停止,而大火至次日凌晨4时才被完全扑灭。1985年6月27日,重庆市一下水道发生爆炸,爆炸范围波及106m2,大片住宅成为废墟,事故中有26人丧生,几百人受伤,重伤91人,如此严重的引火源

?在污水处理系统中常见的引火源有:清理和检修时的机械撞击和摩擦火花;在下水道水井、澄清池设施附近进行焊接作业时产生的火花;燃着的烟头;车辆排气管的火星等。

2污水处理系统的安全措施

2.1安全合理设置污水管道

?(1)全厂性下水道不得从生产装置、罐组、居住区等内部穿越。

?(2)易燃和可燃液体罐组内的下水道(包括雨水管或涵首)穿越防火堤时,应在防火堤外设置封闭设施。

?(3)车间内的污水下水道应采用管道和封闭的明沟。敞开的明沟只允许接受用净水冲洗地面、设备和管道所产生的污水。

?(4)室外下水道管线应该是封闭的,采用暗管或覆土厚度不小于200mm的暗沟。其有在露天场地为排走雨水和洗涤用水,才允许明沟设置。

?(5)下水管道不应沿道路敷设在路肩上下。

?(6)生活下水道不应与其他下水道接通。对于生活污水和化学污水合在一起净化的工厂,允许通过泵站将生活污水传送到化学污水下水道中,但要设置防止易燃易爆气体进入泵站的装置。

2.2防止形成爆炸性气体混合物

?从洗涤、萃取、吸收、解吸蒸发等工艺设备中排出的废水,不应直接与下水道系统连接,应在排入下水道之前除去易燃液体和气体。为此,应在车间中设置局部脱气和蒸出系统,井设置全厂性污水脱气设施。

?与排水点管道中的污水混合后,温度超过40℃的水不得直接排入生产污水管道,防止污水升温逸出可燃蒸气。

?在工艺设备至下水道的排水管线上,应安装液封和设备停车检修时装盲扳的法兰。

?含油污水的下水道系统,应设置集中或分散的隔油池及相应的污油回收设施。隔油池实际上是一个沉降池,利用油和水的密度不同,使水沉降到池的下部排出,油浮在水面上定期排除,可燃气体及气体挥发物悬浮在上部空间飘散可强制排除。隔油池的保护高度不应小于400mm,防止隔油池超负荷运行时污油外溢,导致发生火灾或造成环境污染。隔油池应设非燃烧材料的盖板,并应设蒸汽灭火设施。

?在装置区内的下水系统管道上设置排气竖管,其作用是使下水管网内的可燃气体或蒸气排空,以防止积累形成爆炸性混合气体。排气竖管管径不宜小于100mm,宜安装在车间污水排放处的水井上和管线转弯处,排气管的出口应高出地面2.5m以上,并应高出距排气管3m范围内的操作平台,且上面应安装专用的排气罩,甲、乙类工艺生产区内的排气管末端应装设阻火器,每隔550m应安装1个排气竖管。

2.3杜绝混触可能造成的危险

?应禁止将混合时可能产生和分解出爆炸性物质的各种污水排入下水道。

?清洗设备和车间地面的洗涤水排入下水道的水井和管道后,一定要用净水冲洗,以防形成和积聚易燃易爆物质。

?清洗危险物品设备产生的污水,在排入下水道主管前,要在一些设备内进行初步净化处理,脱除其中的易燃、易爆物质及其他有害物质,中和酸碱,当符合排入要求时才允许排放。

2.4防止燃烧、爆炸沿污水管网蔓延扩展

?污水处理系统设置水封井,可防止燃烧、爆炸沿污水管网蔓延。水封的设置应能满足如下要求:生产的污水排放系统必须设置水封,当2个水封井之间的管道长度超过300m时,管道上应增设水封井,水封的高度不得小于750mn水柱:工艺装置内的塔、炉、泵、换热设备区等围堰的排水口应设水封;容易发生可燃气体、液体泄漏的工艺装置、罐组或其他设施及建(构)筑物、管沟等的排水口应设水封:全厂性的支干管与总干管交汇处的支干管上应设水封;重力流循环回水管道在工艺轻置总出口处应设水封;一幢建筑物用防火墙分隔成多个房间时,每个房间的生产污水管道应有独立排出口,并设封;隔油池的进出水管道应设水封,并要求距隔油池5m以内的水封井,检查井要采用密闭式,甲、乙类工艺生产区内的水封井也要求为密闭式;生产设施内部必须采用明沟排水时,应利用水封井将明沟隔成数段,每段长度不宜超过20m。

?污水处理系统爆炸案例表明,一旦下水道系统发生爆炸,往往造成若干个水封井盖被炸开,因此,可在井内污水管进口处增设溢水槽,从而减弱爆炸波的扩大蔓延。

2.5预防污水处理系统损坏

?为了防止下水道管线、水井、水室等设施受腐蚀破坏,必须用耐污水腐蚀的材料建筑,通常大直径的下水道集管采用内衬各种耐腐蚀层的钢筋混凝土管,中、小直径的管线采用耐酸陶瓷管铺设,建造下水道、水井、水室及其他类似设施,采用耐酸砖、耐酸水泥和耐酸灰泥,建筑物结构则用沥青涂抹,用酸溶液粉刷。处理污水和转送污水的设备如泵、分离器、收集槽、热交换器等,应用合金钢制造,或用衬适当耐腐层的碳钢制造,如衬耐酸板,耐酸砖、铝、聚乙烯、聚氯乙烯塑料等,也可采用防腐涂层或橡胶衬里的碳钢材料。

?为了防止污水带入的沉淀物堵塞下水道、管线和设施,应在污水进入下水道之前采用澄清槽、沉砂槽等局部净化装置,消除悬浮颗粒。同时,为了防止固体颗粒积沉在自流下水道管线的内表面,下水道管线应倾斜敷设,管线的倾斜度根据可以保证将沉积物从管线内带去的最佳速度计算。

?为了防止管道内表面由于污水中各种杂质相互作用形成沉淀附着物,必须严格控制污水组成,或加入某种溶解剂、分散剂等,将杂质除掉或清除附着的沉淀物。

?污水管线要定期清除沉淀物,可采用大量净水冲洗,也可采用专门的可移动装置进行水力清洗的方法,该法是用特别的喷嘴,高速喷水而将沉淀物层冲刷掉。

2.6控制和消除引火源

?在积存有可燃气体或蒸汽的下水道内及其附近,没有消除危险之前不能进行明火作业。距明火、散发火花地点15m半径范围内不应设排气管。污水处理场内的设备、建(构)筑物与火源地点的防火间距,不应小于《石油化工企业设计防火规范》(GB50160—92)的规定。

?如果生产中易燃液体和可燃气体不正常地排入下水道,或排入专用的事故排出液收集槽,必须发出事故警报,停止明火、检修等操作,以免为排出的易燃液体和可燃气体提供点火源。

2.7加强防火安全管理

?污水处理系统属于非生产设施,消防安全管理上极易被忽视,必须将其作为重点火灾危险部位来管理。排污岗位要有严格的安全制度,尤其是停产后再次恢复生产时,必须加强检查,认真操作,防止违章作业、超正常排污而引起事故。

篇3：油田注水生产安全技术措施

一、油田注水生产概述

(一)油田注水的意义和方式

1.油田注水的意义

油田投入开发后,如果没有相应的驱油能量补充,油层压力将随着开发时间,逐渐下降,引起产量下降,使油田的最终采收率下降。通过油田注水,可以使油田能量得到补充,保持油层压力,达到油田产油稳定,提高油田最终采收率的目的。

2.油田注水方式简介

根据油田面积大小,油层连通情况,油层渗透性及原油粘度等情况,可选择不同的注水方式。

(1)边外注水

在含油层外缘以外打注水井,即在含水区注水。注水井的分布平行于含油层外缘,采油井在含油层内缘的内侧,并平行于含油内缘。边外注水对于面积不太大、油层连通情况好、油层渗透性好、原油粘度不大的油藏比较合适。

(2)边内注水

鉴于边外注水不适合大油田,提出边内注水方式,即在含油范围内,按一定方式布置注水井,进行油田开发。边内注水又分以下形式:

①行列式内部切割注水:即用注水井排将油藏人为地分割成若干区,每个区是一个独立的单元,在两排注水井之间布置成排的油井。

②环状注水或中央注水:注水井呈环状布置在油藏的腰部,所以又称腰部注水,适用于面积不太大,油藏外围渗透性变差,不宜边外注水的油藏。如边外渗透性好,也可以同时配合以边外注水。

③面积注水:注水井和生产井按一定几何形状均匀分布方法为面积注水。它是一种强化注水的方法。

按注水井与生产井的井数比例和相互配布位置的不同,可构成不同的注水系统,如三点法、四点法、五点法、九点法等等,这种方法注水可使一口生产井受多口注水井的影响,采油速度比较高。

(二)注水井布井方法及井身结构

1.注水井布井方法。根据油田开发方式及注水方式,选择最合适的布井系统。

(1)网状布井。网状布井分为三角形井网和正方形井网两种。两种形式比较,在同样面积上,用同样大小的井距布井,三角形井网的井数比正方形井网多15.4%。

(2)排状或环状布井系统。这种布井系统适合用于水压驱动方式的油藏,水、气混合驱动方式的油藏,油层倾斜角陡的重力驱动方式的油藏以及采用排状或环状注水及顶部注气的油藏。网状和排状布井系统有时也结合起来用。

2.注水井井身结构

注水井井身主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管等组成。导管用来保护井口附近的地层,一般采用螺纹管,周围用混凝土固定。表层套管用以封隔上部不稳定的松软地层和水层。技术套管用以封隔难以控制的复杂地层,保证钻井工作顺利进行。油层套管的作用是保护井壁,造成油气通路,隔绝油、气、水层,下人深度视生产层层位和完井的方法来决定。一般采用4″~6″套管。

二、注水井生产安全技术

(一)注水井投注及安全技术

注水井从完钻到正常注水,一般要经过以下几个步骤。

1.排液:排液的目的是为了清除井地周围和油层内的“赃物”;在井地附近造成适当低压带,另外靠弹性驱动可采用一定的油量。排液时应做到以下几条:

(1)排液的程度以不破坏油层结构为原则,含砂量应控制在0.2%以内。

(2)排液前,必须测井压及井温以便为试注提供依据。

(3)油水边界外的注水井排液时,要求定时取水样和计算产水指数。

(4)应以排净井底周围的“污物”为目的,同时,还要确定注水的排液时间。

2.洗井:注水并排液结束后,在试注之前,应进行洗井。目的是为了把井底的腐蚀物、杂物等冲洗出来。避免油层被脏物堵塞,影响试注和注水效果。

2.注水井洗井

(1)注水井洗井:新注水井排液后,试注前要进行洗井。注水井注一段时间,也要进行洗井,通过洗井,使水井、油层内的腐蚀物、杂质等赃物被冲洗出来,带出井外。避免油层被赃物堵塞,影响试注和注水效果。一般在以下几种情况下,必须洗井:

①排液井转入注水前(试注前);

②正常注水井、停注24h以上的;

③注入水质不合格时;

④正常注水井,注入量明显下降时;

⑤动井下管注后。

洗井方法一般分正循环和反循环或称正洗和反洗。即洗井水由油管进入,从套管返出地面为正洗,反之,为反洗。对于下封隔器的注水井只能反洗。

(2)洗井水对环境的影响:注水井洗井用水量一般需几十立方米,洗井放出的污水,对没有洗井水回收管线的油田,通常直接排放流人大地,或放进水池里,对环境影响很大,特别是人口密集区或农田,情况更为严重。近年来,油田洗井研究出专门用于注水井洗井处理装置,由水处理车将洗井出口的污水直接处理,循环洗井,直到出口水水质合格为止,这样避免了洗井水外排对环境的污染,并减少水资源的浪费。

3.注水井增注

在一个注水系统中,由于地质情况的差异,注水井洗水能力各不相同,注水压力相差较大时,一般采用提高注水泵泵压,调整注水井阀门,控制注水井的注水压力和排量。当少数井需要高压时,在满足多数井的压力需要情况下,对高压注水井则采用单井或几口井增压方法解决,这样可提高注水系统效率,减少能耗。

根据注水井压力和排量,选择合适的增压泵,将注水站提供的已具有相当压力的水,再次升压,保证注水井的需要。

4.注水系统设备腐蚀和防腐

(1)注水井对设备的腐蚀:任何金属设备都存在腐蚀问题,而在注水系统中,金属设备直接同注入的水接触,腐蚀尤为严重。注水系统的金属设备腐蚀,主要形式为电化学腐蚀。电化学腐蚀有可分为全面腐蚀和局部腐蚀,不论那种腐蚀,都减弱了金属的机械性能,都将给设备带来危害。在注水系统中,水中溶解氧、二氧化碳、硫化氢、溶解盐类等含量,直接影响金属设备的腐蚀,还和水的温度和流量有关。

(2)注水系统的防腐技术:解决注水系统腐蚀的主要技术有以下几种。

①设备合理选材或进行特殊处理。例如,可以采用耐腐蚀的合金材料或非金属材料,如不锈钢,工程塑料和玻璃钢等,代替一般的碳钢。同时,对碳钢材料采用防腐处理法,如水泥砂浆衬里,玻璃钢衬里或其他防腐涂料等方法,都可以有效的缓解水对设备的腐蚀。

②改变介质状态。可采用各种方法降低注入水中溶解气体(如H2S、CO2,O2等)的含量,改变pH值,使其更接近中性,使注水水质达到规定的标准,同时,应尽可能降低水的温度。

③阴极保护。应用电化学原理,使足够量的电流通过浸于水中的金属,以阻止设备的腐蚀。

④投化学药剂。即在注入水中,投加缓蚀剂,以抑制腐蚀。

篇4：海底输油管线埕岛油田悬空治理技术措施

引言(1)

根据目前埕岛油田海底管线出现悬空的实际情况,对海管悬空形成机理进行了分析,并对海管悬空治理的不同方案进行了综合评价,重点介绍了水下桩治理方案的制定和实施。

埕岛油田位于渤海湾南部的浅海海域,区域构造位置位于埕宁隆起埕北凸起的东南端,是一个在潜山背景上发育起来的大型浅山披覆构造。该区从1875年开始勘探,在先期资源评价、盆地分析模拟、区带综合评价的基础上,于1988年钻探了第1口控井——埕北12井,从而发现了埕岛油田。截止目前,埕岛油田已建成海底输油管线54条,注水管线33条。

海管悬空情况调查(2)

目前,通过对61条海底管线的调查发现其中仅有5条管线未被冲刷悬空,仅占8%,管道悬空高度平均值为1.33m,最大值为2.5m。大于等于2m的有16根,占26%,大于等于1m的有48根,占79%,可见冲刷的普遍。从悬空长度来统计,平均悬空长度为15.1m,最大30m。大于等于20m的为22根,占36%;大于等于10m的有43根,占70%。

如果按管道初始设计埋深为1.5考虑,则遭到最大冲深的管道从原海床面计算总计冲刷深度S=e+D+h=4.5m(其中e为埋深;D为管道直径,近似取0.5m;h为冲刷后管道悬空高度)。这样的冲刷深度对海底管道来说是少见的。除了管道处发生强烈冲刷以外,在采油平台井场范围内也出现较严重的冲刷。

海管悬空原因及模型试验(3)

1海底管线悬空原因

造成场区内平台及管道周围强烈冲刷的原因十分复杂,大致为以下几方面:

1.1建筑物存在形成的部冲刷

这种冲刷形成的原因是由于建筑物的存在而在局部范围内发生强化的水流或高速旋转的旋涡,这些水流或旋涡具有较高的冲刷(挟带泥沙)能力,从而在局部范围内形成冲刷坑。冲刷坑范围与深度往往与建筑物尺度有直接关系。

1.2水平管道下面的冲刷

放置在海床面上的管道冲刷开始于管道与海床面之间出现一水流隧道。对于部分埋置的管道来说,这种水流隧道可以因管道前后存在一定压差形成管涌而发生。当水流隧道形成后,管道前后的压差使管道下的流速大于行近流速,从而引起管道下的冲刷。

1.3海床侵蚀引起的大面积冲刷

由于埕岛油田特殊的海洋及海底地质条件,本海区处于不稳定的冲淤状态,根据飞雁滩1976~2000年24年断面测量,5m等深线平均蚀退距离达0.19km/a,海床蚀深12.6cm/a;10m等深线蚀退距离达0.10km/a,海床蚀深4.7cm/a。海床调整的冲淤平衡点大致在12m到15m水深处,在平衡点以上为侵蚀区,在平衡点以下为淤积区,这种剖面调整状态目前尚未有转缓的迹象。对于10m水深处,在海管设计寿命15年内,海床整体冲刷深度可达0.7m。由于该原因引起的海管淘空体现在整条海底管线上。

1.4海底不稳定性引起的冲刷

海底不稳定性的表现是海底表层土壤在大浪作用下发生滑移坍塌,当表层土为粉砂时,在暴风浪作用下,土壤发生液化而使土壤抗剪强度降低,从而可能造成海床一定范围内的下降。

1.5其它因素

如立管支撑结构的周期性振动,施工时由于受到设备、平台位置等的限制,管道在平台附近的埋深于小设计所要求的埋深等因素也是引起立管悬空的一个因素。

2冲刷物理模型试验

实际上,立管底部的悬空高度是在以上因素的联合作用下发生的,单从理论上很难确定出具体的数值,因此,根据埕岛油田的条件及海管立管结构我们进行了冲刷物理模型试验。针对立管桩及平台支撑条件分不同情况共进行了17组试验,试验结果与现场探摸结果吻合;模型试验得出立管底部的悬空长度为10m,与现场探测情况存在较大的差别。

原因分析及现场实测表明,立管底部的最大冲刷深度在3.0m基本达到不变,但悬空长度由于受多种条件的影响,将来如何变化,目前确定较为困难。因此,在针对输油管线立管底悬空治理研究时,主要仍根据实测进行。

悬空治理方案分析(4)

1抛砂袋结合混凝土块覆盖

1.1方案描述

先在悬空管道及其周围一定范围内(主要指立管周围明显的海底冲刷坑)抛填水泥砂浆袋,每个砂浆袋重约60kg。在抛填砂袋的过程中要由潜水员对砂袋进行整理,保证悬空立管底部填满砂袋。抛理砂袋完成后,再在管道上用混凝土覆盖,混凝土覆盖层可用小的混凝土预制块串接成网状,混凝土覆盖层的密度初步确定为320kg/m2,这样可提高覆盖层抗冲刷的能力,又不至于对海底管道造成损坏。

1.2方案优缺点

优点是施工工艺及取材简单,便于实施;不需要进行防腐处理;可以在管线不停产的情况下实施,不影响生产;保护的范围广,对同一平台周围的海底管线均可产生保护。缺点是受不确定因素的影响较多,抛填的砂袋有进一步被冲刷淘走的可能,造成管道的再度悬嚓,因此,该方法的可靠性不高;如果再次悬空,覆盖的混凝土将对管道产生不利影响。

2挠性软管跨接

2.1方案描述

将悬空立管拆除,根据目前冲刷后实际的海底现状,重新设计及安装立管。在立管与水平管之间跨接长度为60m的挠性软管,挠性软管的规格根据具体的海管规格确定。为提高其连接的可靠性,挠性软管与两端钢管仍采用水面以上的焊接方式,并在两端设有挠性软管保护结构,用于海底输油的挠性管道是由密封、保温、加强等材料构成的多层挠性管结构。

2.2方案优缺点

优点是方案可靠性高,由于软管有挠性,在辅设时可随地形的变化而变化,因此有很好的抵抗疲劳破坏的特性;立管结构简单,挠性软管兼作海管的膨胀补偿装置;施工简便,施工速度比常规立管要快许多倍;耐腐蚀,软管系统可回收再利用。缺点是必须在管线停产的情况下方可实施;对于有的管线,如有海底注水管线或电缆压在油管线上,则实施起来较为困难;海底输油软管比钢质管道有更强的“专营性”,世界上仅少数厂家设计和生产,因此用户选择的余地较小。

3水下支撑桩

3.1方案描述

为了防止水下管道悬空段在水流作用下产生的涡激振动,引起管线断裂,在悬空段设置支承支架,以减小横向和纵向振动幅度。根据缩短管道悬空长度的思路,该方案采用沿悬空管道设水下短桩支撑的方法。

根据初步的分析及允许的悬空长度,对于不同管径的海底管线采用不同桩径的水下短桩,根据计算得出桩的入土深度。钢管桩沿悬空管道两侧交替设置,间距根据第5节计算得到管道允许的悬空长度及实际的悬空长度确定,在详细设计阶段,该间距应根据海底管道的疲劳分析、极端静态及动态荷载分析结果确定。

在每一钢管桩靠近海管附近位置,设有H型钢悬臂梁,悬臂梁上设有2套Ф30高强U型螺栓将悬空的立管固定,从而实现减小立管悬空长度的目的。

钢管桩可采用打水下桩的方法实现。固定悬臂梁可在钢管桩上预先焊接一管托,钢管桩打完后,由潜水员现场测量管托与悬空立管的相对位置,确定要预制管卡的高度。再将根据实际测量尺寸预制一体的悬臂梁及管卡从钢管桩顶套入或水下管卡固定支撑于管托止。最后再由潜水员用U型螺栓将悬空立管固定于悬臂梁上。钢管桩的防腐可采用内外涂层结合腐蚀余量的方法实施。

在该方案研究时充分考虑了海上方便施工,采用悬臂梁及仅在海管一侧设钢管桩的支撑方法,施工精度要求相对不高,容易实施。

3.2方案优缺点

优点是施工相对简单,便于实施;可以在管线不停产的情况下实施,不影响生产;该方案可靠性较高,由于水下钢管桩截面较小,对管道悬空长度进一步发展影响不大。而且,由于桩打入冲刷泥面以下一定深度,即使冲刷深度进一步加大,钢管桩仍然是稳定的。缺点是保护的范围相对小,每根支撑钢管短桩只能对单一海管的一定距离提供保护,因此,对于冲刷长度较长的小口径海管,需设置的钢管短桩数量相对多;防腐较为困难。

根据目前存在的海管悬空情况,从工程造价及施工强度考虑,水下支撑桩为目前最为合适的悬空治理方案,我们选择了该方案。

水下打桩工艺研究及初步实施(5)

1水下固定短桩施工机具的研究

按照设计院初步完成的对已建海底管道发生非设计悬空的控制对策研究,结合采用“水下短桩支撑”方法需要解决的桩管的垂直度、桩管的就位及悬臂梁位置的控制、施工过程系统的实时过程控制等技术关键点,我们初步完成了以下工作:

1.1打桩机选型计算

下面按照桩管直径Ф500mm,入泥15m,以埕北古5的地质条件分别进行打桩机能力的计算如下:

根据埕北古5平台地质条件勘探资料进行计算,得:

根据土质类型和N值求出极限静摩擦力T

对粘土质、淤泥土为:ⅰ=nNi,T=ΣHi-πDt,ⅰ=12

对砂质土:ⅰ=nNi,T=ΣHi-πDt,ⅰ=15

极限静摩擦力t和振动摩擦力tm的关系:

tⅢ=μt(μ——根据土质取系数)

公式中ⅰ为土层的顺序号,Ni为每一土层的标准贯入击数,Hi为每一土层的厚度,tⅢ为每的振动摩擦力,t为累计极限静摩擦力。

根据勘探资料进行计算,得:

入泥18m处的振动摩擦力为:

TV1-6=11.90914(t)

按照以上的计算,考虑其他因素的影响,取安全系数为3~4,我们使用60t的振动打桩机,足以进行500m桩管入泥15m的施工。

悬臂梁旋转轴强度计算:

根据水下固定桩的打桩设计,以15m海底管道为一支撑重量计算。内管219mm×12mm,外管325mm×20mm,15m海底道重量为3.2t;悬臂梁采用HZ240H型钢,材料为Q235-A,悬臂梁旋转轴承受的压力来自于海底管道和悬臂梁,估算海底管道和悬臂梁总重为3.3t,选用轴的材料为45mm,许用应力为〔σ〕=σs/n=300/5=60Nmm2。

轴的抗弯模面系数W*=(π×d3)/32

已知:作用在悬臂梁上的压力P=3.3t

作用力距支点位置1为135mm。

轴的最大应力:

σma*=Mma*/W*=P·1/W*

=33000×135×32/{π×d3}

≤60N/mm2

d3≥33000×135×32/(3.14×60)

d≥91.13mm

取最小轴径为100mm。

1.2完成浅水打桩扶正架的设计

根据海流的运动,设计了在施工水域内可以坐底的扶正架。扶正架的作用是保证桩管在打桩过程中的垂直度,同时作为固定剖面声纳、纵倾和横倾传感器、液压控制系统等的支架,避免打桩振动对声纳、传感器等先进仪器的精度影响及损坏,便于施工工艺设计的实施。

1.3初步完成海底管道固定装置的计算设计

按照管线规格:Ф219.1×12/Ф325×14,支撑桩间距按15m考虑(实际设计时为13m),根据SACG软件对作用于支撑装置上关键部位的受力情况进行了计算,作用在支撑结构上的负载:

Fυ′=ω内+ω外+ω其它+ω-ω浮+ω波浪

=〔61.3+107.4+(9.1+29.9)〕×9.8+697

=2714N/m→Fυ=Fυ′×15=40710(N)

FH=928N/m→FH=FH′×15=13920(N)

考虑到管线涡激振动的动力效应,其为周期性的负载,动力效应故取2.0,即最终设计水下固定装置考虑的负载为:

Fυ=81420(N),FH=27840(N)

固定装置的设计为活动式结构,由外卡套、调整底座、锁紧螺母、悬臂梁、U型卡子等组成,可以单独制造,然后与水下短桩一起在工厂预制。固定装置采用回转支撑和千斤顶进行圆周方向和上下方向的调节,最大限度地保证了施工设计要求,同时减少了水工作业时间。

2水下短桩及悬臂梁固定施工工艺的制定

根据海底管道悬空段固定技术的设计要求,结合水下短桩支撑方的技术关键点,我们进行了整套施工工艺的编制。

2.1初步完成水下短桩施工工艺制定

a)打桩施工前准备工作:施工前,潜水员进行水下勘查工作,确定可以打桩的位置,并用点定位声纳浮标做出标记。吊机的主钩吊住打桩锤和桩管的两个吊点,将打桩锤和桩管垂直放入扶正架的扶正装置内,调整扶正架吊索长度,保证起吊后打桩锤、桩管和扶正架整体垂直。

b)寻管、就位:按照已探明的海底管道水下短桩位置标记,在扶正架上的点定位声纳(或潜水员)的引导下,将打桩锤、桩管和扶正架缓慢放入水中。按照剖面声纳显示的海底管道的剖面,用电子标尺测定扶正架中心暨桩管中心与海底管道之间的距离。用吊机和绞磨调整扶正架与海底管道之间的位置,达到技术指标要求的距离,把扶正架放到海床上。

c)打桩:接通打桩锤动力源,进行打桩。扶正架上的纵倾和横倾传感器随时检测扶正架的水平状态,及时进行调整。振动打桩造成的桩管倾斜一般发生在桩管入泥5~6m中间。通过扶正装置的导向,将桩管打入泥面以下5~6m后,控制油缸将扶正装置全部分开,便于桩管上端海底管道固定装置和锤体的通过,由扶正架中部安装的剖面声纳观察桩管入泥状况。桩管打到设计位置前1m,降低打桩锤振动频率,减小沉桩速度。由中部声纳观察悬臂梁与海底管道的接近情况,当悬臂梁的顶面低于悬浮海底管道的底部(间距不大于200mm)时,停止打桩。松开液压夹具,吊机将打桩锤和扶正架同时吊出,准备进行下一根桩的施工。

2.2初步完成固定装置施工工艺的制定

海底管道悬空段固定装置是采用工厂化预制,完成固定装置的加工、防腐及与水下短桩焊接。这样可避免潜水员水下测量、现场切割和安装,、缩短施工周期,节约施工成本。悬臂梁固定施工工艺为:

a)打桩前,转动外卡套带动悬臂梁到一定合适位置后锁紧,不能影响桩管的打桩施工。

b)固定装置和桩管一起打入到位,潜水员下水,旋转悬臂梁使其与海底管道轴线垂直,通过千斤顶调整悬臂梁上下位置,使其上表面与海底管道底部接触。

c)顺海底管道的外径插入U型卡子,用螺母固定到悬臂梁上。

d)紧固外卡套上的螺母,使外卡套与桩管锁紧,完成海底管道的固定。

在整个施工过程中,扶正架扶正效果满足了施工需要,保证了桩管的垂直度,剖面声纳和点定位声纳的结合以及较好的水密性,保证桩管的定位准确度。该试验的整套工艺在国内尚属首次,它的试验成功证明该工艺的高技术含量,是有效治理悬空情况的施工方案。

安全评估(6)

海底管道是海上石油生产设施的重要组成部分,海底管道的正常运行是海上原油生产的重要保障。通过对海底管道的悬空机理和水下固定设施的研究,有效地预防了因海底管道悬造成的海底管断裂而发生的溢油事故,避免了对海洋环境的污染,提高了海底管道安全运行。对海底管道的悬空治理所产生的安全和经济效益都是非常巨大的。

(王海涛王继忠熊炜李爱军张伟)

篇5：污水处理厂生产安全操作管理制度

第一条:污水处理厂内运行安全生产一般要求。

1、凡本厂职工需熟知安全操作规程,在操作中应坚守岗位,严格按照操作规程操作。

2、生产作业时必须穿工作鞋,注意防滑,不得在池上追逐奔跑,不得酒后上池子。

3、经常检查走道板、栏杆,如有不牢固或损坏情况,立即汇报修理。

4、夜里不得摸黑工作。

5、池上有积雪或结冰时,应先清扫然后上池工作。

6、做好日常维护保养并做好巡视检查记录,发现异常情况,立即上报生产运行部。

第二条:防毒气管理要求

1、下池、下井工作时必须填写《井下、池内作业工作票》,向领导申报,经经理或生产运行部主管同意后方可进行。

2、下池、下井工作前,必须检查池内、井下毒气浓度,不符合工作要求时,不得下去工作。

3、当井下、池内毒气超标时,必须采取必要的通风措施,等安全条件具备后方可下池、下井工作。

4、井下、池内工作必须明确分工,明确责任人、安全员、抢救员,作业人数不得少于3人。

5、井下、池内作业严禁吸烟和明火作业,确实需要明火作业的,必须经安全主管部门批准后方能进行。

6、井下、池内作业必须全神贯注,密切配合,工作时不准嬉戏及随意离开岗位,以免发生危险。

第三条:防溺水和防高空坠落要求

1、池上栏杆必须经常检查,以防发生事故。

2、不准随意越栏工作,经批准后,越栏工作必须穿好救生衣或系好安全带并有人监护。

3、池上救生圈不得挪用,以备不测之需。

4、池上走道必须保持无积雪和无结冰。

5、全厂井盖如有腐蚀损坏应及时更换。

6、患有心脏病、高血压和深度近视人员不得登高作业。

7、迷雾、大风、大雪或六级以上大风天气不得登高作业。

8、登高时必须佩带安全帽和安全带。

9、夜间不得摸黑登高。

10、饮酒、精神不振或医院证明不宜登高者不得高空作业。

11、登高必须检查脚手架、脚手板的牢固情况。

12、登高不准穿厚底皮鞋或携带笨重工具。

第四条:交接班要求

1、接班人员必须提前15分钟到岗。

2、交接班时,交接人员应全部到齐。

3、交接双方经认真检查,双方认可后方可交接班。

第五条:交接人员任务

1、交班前,交接人员必须对设备进行全面检查。

2、交班前应整理好生产报表、运行记录。

3、交班时有责任回答接班人提出的问题。

4、发现接班人有酗酒、精神失常等影响正常工作的情况时,不得交接,并有责任坚守岗位。

5、接班人逾时不到,有责任坚守岗位,报告有关部门,等待处理。

6、交接班时,突然发生事故或设备故障,应由交班人负责处理,接班人应协助工作,待处理完毕后方可交接。