摘要：在国家和海洋石油行业“深水战略”背景下，海洋石油行业得到了蓬勃发展，深水海洋石油平台项目不断增多。导管架平台作为应用最广泛的固定式平台，相比于浅水导管架，建造阶段难度更大、风险较高。文章聚焦于建造阶段安全管理，重点分析管腿内受限空间施工作业风险，以及常规通风方式的特点和存在的不足之处。并重点阐述了长管呼吸器替代常规通风模式的工作原理、实际应用效果、应急管理拓展应用及可推广性，以期更好地控制安全风险，保证作业人员安全。

　　关键词：长管呼吸器,导管架平台,受限空间,安全管理

　　Long Tube Respirator Applies on Safety Management of Deep Water Jacket Construction

　　LIU Guochao

　　(Offshore Oil Engineering Company Limited,Tianjin 300461,China)

　　Abstract:Under the background of the“deepwater strategy”of the state and the offshore oil industry,the offshore oil industry has been developing vigorously,and the deepwater offshore oil platform projects have been increasing.Jacket platform as the most widely usedfixed platform,compared with shallow water jacket,the construction stage is more difficult and risky.This paper focuses on the safety management in the construction stage,focusing on the analysis of the construction risks in the confined space inside the pipe leg,as well as the characteristics and shortcomings of conventional ventilation methods.In order to better control the safety risk and ensure the safety of the operators,the working principle,practical application effect,emergency management and extensibility of the long tube breathing apparatus replacing the conventional ventilation mode are emphatically expounded.

　　Keywords:long tube respirator;jacket platform;confined space;safety management

　　1概述

　　海洋深处蕴含着大量的油气资源。随着国家及海洋石油行业提出并实施“深水战略”，加大了深水油气田开发力度，深水海上油气平台建设项目也日益增多。

　　海洋石油平台分为移动式和固定式：移动式平台包括自升式平台、钻井船、半潜船、浮式生产存储卸货平台、筒状平台，适用水深可达1 500 m；固定式平台包括导管架式、混凝土重力式、深水顺应塔式。导管架平台是应用最广泛的固定式平台，分布在我国渤海区域，近年来在南海区域也不断增多。在世界范围内数千座导管架平台中，高度超过300 m的仅有9座。

　　深水导管架相较于浅水导管架，从设计、建造、安装均面临着更高的挑战。本文以南海流花油田某导管架平台为例，其作业水深达320 m以上，是我国第一个超300 m水深的导管架平台。聚焦于建造过程中的安全管理，在导管段接长和总装集成阶段，均要人员进入管腿内部施工。

　　受限空间是指封闭或者部分封闭，与外界相对隔离，出入口较为狭窄，作业人员不能长时间在内工作，自然通风不良，易造成有毒有害、易燃易爆物质积聚或者氧含量不足的空间。而管腿内施工是典型的受限空间作业。

　　受限空间导致的安全事故频发，且极易造成人员死亡。据不完全统计，截至2023年6月份，我国已发生11起有限空间事故，造成至少34人死亡，仅5月以来就发生了7起。受限空间安全管理是我国各行各业安全管控重点，也是海洋石油工程行业和企业的安全重点。下面就深水导管架管腿内受限空间作业进行论述。

　　2深水导管架受限空间风险分析

　　图1为某深水导管架由主体结构和下水桁架构成，主体结构由4条主管腿、底部4组裙装套筒以及相应的加强拉筋等组成，起到海上就位后的承重与稳定作用，其中裙装套筒用于未来海上安装时插入钢桩。主管腿总长达300 m左右。为保证整体强度，内部设置非常多的加强环，布置在受力较大位置，一般为主管腿与拉筋的连接处。加强环内径不一，最小不足1 m。同时，内部设置多个封头，将主管腿分隔成多个独立舱室[1]，用于导管架海上下水扶正阶段的注水，多个舱室分别独立注水可以更加精准地控制导管架入水。

　　深水导管架不同于浅水导管架的立式建造，其采用卧式建造，主要原因为深水导管架过高，如果采用立式建造将带来非常多的高空、超高空作业，建造难度太大，安全风险太高。卧式建造由于重量太大，很容易发生沉降，导致导管架整体尺寸过大的问题。因此，导管架一般在滑道上建造，但滑道与导管架主管腿无法匹配，所以导管架设置了下水桁架结构：一是用于建造阶段；二是在海上运输阶段下水桁架也用于承重。下水桁架由4条桁架腿及其相应加强拉筋组成，桁架腿长260 m左右，根据设计计算，内部未设置加强环，在中间设置一个封头，内部也可注水，联合主管腿共同作用于导管架入水。

　　对主管腿内受限空间施工，为有效降低施工风险，设计阶段会在对接缝附近的管壁上开具人孔，尺寸为400 mm×600 mm，施工人员可从人孔进入，进入后再穿过加强环进行作业。进入路径狭窄，不利于人员撤离及应急救援工作。主管腿及桁架腿内施工主要包括管段接长的对接缝打磨、焊接等热工作业，以及内部注水管线安装、试压等作业，容易产生有毒有害气体聚集，导致人员中毒、窒息等伤害[2]，安全风险较高。具体人孔和加强环样式如图2所示。

　　3常规受限空间管控要求

　　受限空间管控有严格的管理要求，包括通风、照明、气体检测、监护，以及人员培训、进出登记、工机具管理等，如图3所示。而其中最关键的一点是有效通风，只有有效通风才能有效避免有毒有害气体聚集，避免人员发生安全事故。

　　常规通风采用风机与风管模式，为保证通风效果，可设置一组抽风、一组送风，风量应满足单位时间内换气次数的要求。

　　主管腿内受限空间施工，单根风管一般直径220 mm左右，2根就是440 mm，而人孔尺寸如上所述为400 mm×600 mm，加强化内径最小不足1 m，从人孔及加强环内径通过，占据很大空间，导致人员进出会异常困难。一旦发生人员窒息、中毒、中暑、受伤等应急情况，救援时间大幅增加。

　　桁架腿受限空间施工，常规风机不能提供足够的压力，在长距离输送过程中，压力损失很大，当进入很深时已很难满足通风要求，进而导致有毒有害气体不能有效流通导出，人员中毒窒息风险增大。同时由于进入距离较长，应急救援人员进入耗时也较长，降低人员救援成功的可能性。

　　因此，鉴于上述存在问题，常规通风措施已不能满足现场施工安全要求。

　　4长管呼吸器应用

　　4.1工作原理

　　呼吸防护用品可分为过滤式呼吸器和隔绝式呼吸器，其中隔绝式呼吸器又可分为供气式和携气式呼吸器。长管呼吸器则属于供气式呼吸器[3]，是使佩戴者的呼吸器与周围空气隔绝，并通过气管输送新鲜空气的防护用品。

　　长管呼吸系统包含压缩空气过滤器装置、连接气管、涡流空气调节器、轻型通风头盔，如图4所示。

　　其以场内压缩空气为气源，经空气过滤器，将空气经气管传送至通风头盔，施工人员持续佩戴头盔，实现供气。

　　过滤装置由快速公接头、调压阀、精密油水分离、除异味过滤器、快速母接头组成，过滤精度可达0.01μm，同时还设有滤芯更新提示，确保过滤效果，可实现油水分离，干燥和除异味的功能。

　　通风头盔特有口鼻罩最小空气“死腔”设计，避免呼出的二氧化碳被再次吸入，且含金属传音膜设计，可放大作业者音量，确保沟通畅通。双重面部的密封设计，可加强面部贴合，确保密封效果，并可满足不同脸型的佩戴需求。头部中央固定式设计加强面罩定位效果，在作业者剧烈运动情形下，也能保证完美贴合密封效果。全视野设计可确保使用者在登高或下移过程中视线范围也不会受到影响。聚碳酸酯制面屏，符合ANSI高冲击强度需求，使用者无需另外佩戴防护眼镜。

　　综上，长管呼吸器可以确保施工人员不受外界气体影响，完全呼吸新鲜空气，符合人性的设计，确保施工人员的各项活动不受影响。

　　4.2应用效果

　　用长管呼吸器替代常规风机风管模式，改变通风模式。以往通风模式为通过稀释、换气，将可燃、有毒有害气体浓度降至安全范围以内。而长管呼吸器可以源源不断地为施工人员提供新鲜空气，不再呼吸管内有毒有害气体。相比而言，长管呼吸器可极大降低中毒窒息的风险，安全性更高。

　　对主管腿施工，由于长管呼吸器气管很细，几乎不占用人孔和加强环内径面积，有效降低了人员进出难度，避免了常规通风的缺点，进而提高了应急救援能力。

　　对桁架腿施工，长管呼吸器利用场区气源，即使气管线较长，压力有所衰减，仍能提供足够压力的空气，满足通风效果。

　　现场实际应用效果良好。以往管道内受限空间作业风险高，施工人员考虑自身安全，存在抵触作业情况。而应用长管呼吸器后，施工人员佩戴后由于可持续呼吸新鲜空气，提升安全性，主动工作意愿得到了有效增强，有利于施工进度的提升，也间接节省了施工费用。

　　4.3应急救援拓展应用

　　涉及受限空间的应急救援中，一般使用便携式呼吸器，其携带方便，不受救援地点限制，得到了广泛应用。

　　对主管腿内施工，由于其出入通道狭窄，救援人员无法背着便携式呼吸器进入人孔，只能分次进入。在通过加强环时也会非常困难，导致救援时间大大增加。对桁架腿内救援工作，由于距离入口较远，相应的救援时间也会较长。而常规的便携式呼吸器供气时间一般为30～60 min，上述两种情形的救援工作很可能由于供气不足而导致失败。而长管呼吸器只需一根气管，可以较为便捷地穿过人孔与加强环，而且可以一直供气，完全不必考虑气源短缺情况。非常适用于上述情况的救援工作。但同时也应了解长管呼吸器的缺点，即高度依赖于稳定的、存在一定压力的气源且距离不能太远。因此，长管呼吸器不适用于不满足以上条件的救援工作。

　　总体而言，长管呼吸器还是提供了一种新的救援器材选择。特别是救援时间长、行动受限等场景的应急救援，可有效提升应急救援成功概率[4]。

　　4.4可推广性

　　在“深水战略”背景下，后续海洋石油工程行业必定会继续蓬勃发展，继续向深海迈进。随着作业水深的增加，深水导管架建造项目也会随之增加。

　　而深水导管架建造阶段，面临着类似或相同的作业风险。长管呼吸器是首次应用于深水导管架管腿内部受限空间作业，且取得了较好的应用效果。同时，其造价也在可承受范围内。在后续的深水导管架建造项目中，必然会得到有效借鉴与应用，具有很广阔的推广空间。

　　5结语

　　本文针对深水导管架管腿内受限空间施工，分析了其作业安全风险，并阐述了常规通风方式的特点及不足，并重点介绍了新型通风措施长管呼吸器的工作原理、应用效果、应急救援拓展应用及可推广性。希望本文能够对相同或类似作业，提供一种有效的安全措施建议，助力企业及行业安全发展，更好地助力于“深水战略”的顺利推进与实施。

　　长管呼吸器的应用只是受限空间管理的一项关键措施，还应同时加强其他相关措施，包括：施工人员与监护人员的安全培训；设置足够亮度的安全电压照明；设置专人监护，根据需要可设置内外部双人监护，加强互相之间的沟通；强化氧气及有毒有害气体的检测，建议随身携带，持续检测；有效控制作业点数量和作业人数，避免交叉作业；加强应急救援，提升应急响应速度与救援人员能力等。只有每项措施都能落实到位，才能系统性、最大限度地保证整体的作业安全和人员安全[5]。

　    参考文献：

　　[1]刘国超，王文伟，潘方冬，等.浅谈深水海洋石油平台建设受限空间安全管理[J].中国石油和化工标准与质量，2022，42(24)：93-95.

　　[2]陈保令.浅谈设备安装中受限空间作业的安全管理[J].科学管理，2022(2)：93-94.

　　[3]王粤，陈清光，张文海.长管呼吸器现状与发展[J].防护装备技术研究，2016(3)：18-20.

　　[4]戴云鹏.正压式呼吸保护装备的选择与应用[J].安全，2011(4)：35-37.

　　[5]朱以刚.进入受限空间作业的安全技术和安全管理对策[J].广东化工，2020(12)：95-99.