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232.2010年:英国石油公司防喷器的失效

工程学之书 马歇尔·布莱恩 1087 2021-04-06 07:33

  232.2010年:英国石油公司防喷器的失效

  在位于墨西哥湾的越洋公司的“发现者的灵感”(Discoverer Inspiration)钻井平台上工作的工人们。

  油井(1859年),瓦姆萨特炼油厂(1861年),海上巨人号超级油轮(1979年)

  工程师总是见到紧急情况一遍又一遍地发生。正是由于反复出现的问题,才让他们开发出安全系统,例如公共建筑中的洒水系统。起火是常见的事故,洒水系统可以自动灭火。

  在石油钻探的世界中,常见的危机是井喷。一旦钻孔从地表到达储油层,在压力下储油层会不断地将石油和天然气送到钻孔外。如果压力适中并保持不变,这一过程就是可控的。如果压力过大,汹涌而出的油气就来不及得到控制。防喷器(blowout preventer,BOP)就是工程师针对井喷而安装的一种设备。

  闸板式防喷器(ram-type blowout preventer)的设想是:大功率液压活塞从侧面滑入去封锁井口。一些情况下,剪切板(shear plate)会同时切断活塞移动路径上的一切事物。环形防喷器使用橡胶环密封钻探管的四周。井口周围会有多个防喷器,它们可以自动启动、手动启动,或是远程启动。

  如果安全设备失效了会怎么样?最著名的案例之一当属2010年墨西哥湾深水地平线(Deepwater Horizon)钻井平台的井喷事故,这次井喷最终向海湾泄漏了500万桶石油。

  防喷器被设计为遇到这类情况时自动封闭井口,它应该被启动并夹紧关井道,并且也确实尝试过。在此次事故中,有1个环和3个臂得到启动,但由于工程师的计算错误,防喷器最终彻底失效了。

  究竟发生了什么呢?事后分析是为了从问题中收获到未来可以借鉴的经验。当时似乎是冲出井口的高压流体冲过了防喷器的橡胶和金属部位,而发生偏移的活塞偏离了钻杆没能堵住井口。其他零部件没有被启动。用事后分析的结果,工程师改进了他们的设计,增加了备份系统,消除了可能的缺陷。■ 工程学之书

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