基于獨立保護層方法的立管風險研究

摘 ?要：文章探討了ALARP分析的理論基礎和方法，研究了國際風險可接受水平標準，并采用定量方法對某海上平臺立管進行了ALARP分析，論證了已有安全措施滿足甲方的風險可接受水平，無需增加額外保護，節約了工程成本。本方法的實際工程應用為解決類似問題提供了參考。

關鍵詞：風險可接受水平;立管保護;撞船風險

中圖分類號：TE95 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）28-0112-02

Abstract： This paper describes ALARP theory and methodology， and presents the international ALARP levels. Quantity ALARP is adopted to solve the top riser risk. The findings show that existing safeguards can meet client ALARP level， and no additional safeguards are required， thus project cost is saved. The practice and project application provides references for similar issues.

Keywords： ALARP; riser protection; ship collision risk

1 概述

安全分析是應對海上設施高風險的重要技術手段，其本質是通過各種方法論對系統危險源進行識別、評價和控制。ALARP分析（As Low As Reasonably Practicable）即“風險可接受水平分析”，是一種廣義的安全分析方法，主要目的是對于某重大危險源，分析已有安全措施的充分性和經濟性，旨在實現本質安全的同時找到經濟和安全的平衡點，對于解決安全和經濟的權衡性問題具有較強的適用性。本文研究了ALARP分析方法，并對某井口平臺立管保護風險進行風險分析。

2 ALARP分析方法

ALARP分析[1]的基本原則是：首先通過技術手段從根本上消除風險;如果無法消除，需要遵循有關標準或規程進行緩解;如果沒有標準規范可依循，需要采用風險分析手段進行論證，其分析路徑見圖1。ALARP分析的核心內容是安全論證，方法較為靈活，典型做法是通過有針對性風險失效數據的引入，結合其他風險分析方法（例如事件樹、獨立保護層等）進行定量計算，最終將各類因素整合成唯一的失效值，并與風險可接受水平進行對比。如果風險值處于可接受水平，則危險源在既定條件下可接受;否則不可接受。

可接受風險分為定量和定性兩類標準。定性標準一般分為高、中、低三類，某些公司給出了獨立防止措施和控制措施的數量標準，依此定性研究防控措施是否足夠，見表1，定性分析通常需要進行專題討論會;定量標準通過量化的概率指標體現，由于經濟社會發展水平的不同，不同國家和公司的可接受風險水平是不同的[2]。可接受風險水平的選取直接影響所采用的安全控制措施是否完備。

3 立管風險ALARP分析

某海上固定平臺的立管主體位于導管架內側，符合安全原則要求，但是“上部立管”（與平臺接口段海管位置）位于導管架外側，此段立管無法通過導管架保護，目前上部立管沒有設置防撞保護，存在船撞風險。

3.1 船撞工況及頻率

按照CMPT[3]描述，船撞風險主要來源于訪問船、商船、漁船、軍隊、油輪等，但由于該海域為非軍事區，且500米范圍內禁止商船、漁船等通行，本海域只考慮訪問船舶（例如運輸船和供給船）的碰撞風險，根據標準要求，訪問船的碰撞風險其可分為以下三種類型：

船舶“登陸撞擊”：指供應船或交通艇在到達平臺時，由于功能失效而無法停止，造成船舶以全速撞擊平臺;

船舶“操作撞擊”：指船舶在調整位置或靠平臺過程中失誤而造成的撞擊平臺;

船舶“漂移撞擊”：指船舶由于喪失動力或動力定位失效，由于風浪流造成“漂移”到平臺處。

根據甲方提供的QRA報告[4]，以上三種工況的撞船頻率見表2。

在正常操作情況下，平臺的靠船面為北側，且為側面靠近平臺，目前立管位置處于平臺南側，因而只考慮船舶的“登陸撞擊”工況。員工運輸船的高度遠低于頂部立管位置，故不考慮員工船舶的撞船風險。為此，撞船的可信工況為供給船撞船，其頻率為6.9E-05。

3.2 船撞保護層及頻率

上部立管船撞的獨立保護層包括兩個：安全作業程序和人員暴露。根據OREDA數據庫[5]，安全作業程序的頻率為0.1。該平臺為無人平臺，操作者每兩周登陸平臺1次，人員暴露頻率為0.2。

3.3 船撞剩余風險及評價

撞船剩余風險根據甲方的風險可接受水平計算，需要考慮撞船初始事件頻率以及保護層的減緩作用，該項目風險可接受水平為1.00E-04。撞船風險計算值見表3。

在上述獨立保護層控制下，船舶“登陸撞擊”風險對于人員、環境和財產的“剩余風險”分別為1.38E-06，6.90E-05，6.90E-05，均處于風險可接受水平1.00E-04范圍內，因而當前設計能夠滿足安全要求，無需額外增加保護。

4 結論

本文研究了ALARP分析方法，探討了不同國家及公司的風險可接受水平，并對某工程實例進行了ALARP定量風險分析和評價。ALARP分析體現了系統安全的主要思想，在海洋工程應用廣泛，本文對此進行了有益嘗試，研究成果為類似問題的解決提供了參考。

參考文獻：

[1]Layer of Protection Analysis [S].CCPS.

[2]孫曉東，等.邊際油田降低井口泄壓負荷的方法開發及實踐[A].2015中國油氣論壇——海洋油氣工程技術專題[C].2015.

[3]John Spouge， A Guide To Quantitative Risk Assessment For Offshore Installations[S].DNV.

[4]AO/NH/WFV， Quantitative Risk Assessment（QRA） for WPX[R].PTTEP， 2012.

[5]Offshore Reliability Data Handbook [R].DNV， 2015.