摘 要

本论文详细地介绍了关于英国北海“阿尔法”油气钻井平台的背景，并用1988年7月6日的“阿尔法”油气钻井平台爆炸事故为切入点与研究对象,采用事故树分析的方法，选择合理的顶上事件，绘制事故树，研究爆炸发生的具体经过和原因，以及后续公司应急措施和救援队后续救灾处理的相关举措，总结事故的教训，提出预防此类事故发生的技术和管理方法。研究结果表明：在事故的发生和处理的失误上，防火墙的设计和公司的管理层有不可推卸的责任，提高警惕，建立更好更合理的制度已经势在必行。研究结果对于预防和处理油气钻井平台的安全事故，具有一定借鉴意义。

本文特色就在于对于预防此类事故的发生提出了具体的意见，分析结果对今后类似事故的预防具有一定的参考价值。

关键词：阿尔法；油气钻井平台；事故树

Abstract

This paper introduces the background of the “Alpha” oil and gas drilling platform in the North Sea of the United Kingdom in detail, and takes the “Alpha” oil and gas drilling platform explosion accident on July 6, 1988 as the entry point and research object, and adopts the method of accident tree analysis to select reasonable. At the top of the incident, draw an accident tree, study the specific process and causes of the explosion, and follow-up actions of the company#39;s emergency measures and rescue teams#39; subsequent disaster relief, summarize the lessons of the accident, and propose techniques and management methods to prevent such accidents. The research results show that in the occurrence of accidents and handling errors, the design of the firewall and the management of the company have unshirkable responsibilities, and it is imperative to establish vigilance and establish a better and more reasonable system. The research results have certain reference significance for the prevention and treatment of safety accidents of oil and gas drilling platforms.

The paper is characterized by specific opinions on preventing the occurrence of such accidents, and the analysis results have certain reference value for the prevention of similar accidents in the future.

Key Words：Alpha; oil and gas drilling platform; accident tree

目录

第1章 绪论 1

1.1研究课题的目的及意义 1

1.2国内外的研究现状分析 1

1.3研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 3

第2章 英国北海“阿尔法”油气钻井平台 4

第3章 事故发生 6

第4章 事故分析 8

4.1事故树分析 8

4.1.1定性分析 9

4.1.2结构重要度分析 11

4.2分析总结 11

第5章 事故教训 12

第6章 结论 14

参考文献 15

致 谢 16

第1章 绪论

1.1研究课题的目的及意义

随着我国科学技术持续发展，尤其是工业经济规模不断扩大，人们对能源需求量也在随之上升。其中石油和天然气是重中之重，由于陆地上资源日渐匮乏，所以大家渐渐将目光放在了广袤无垠的大海上。海上建起了一座座海洋石油生产平台，同时海洋石油生产平台的安全问题也渐渐成为大家关注的话题。

由于海洋石油开采环境较为恶劣，作业范围非常有限，而且开采过程中对技术要求非常高，设备设施投入成本较大；在作业时往往面临着大量的危险，同时由于石油物质都具有可燃性，已经在全世界石油开采过程中引起了多起事故，造成了不可估量的损失，属于高危行业之一。此外，因为海洋平台往往远离陆地，如果发生意外时救援力量往往一时难以达到，还会造成大面积海洋污染，影响非常恶劣。而在目前已经发生了的海上油气钻井平台事故中，1988年7月发生的英国北海“阿尔法”油气钻井平台事故是十分严重又典型的一次。本文也将选取该事故作为案例进行分析研究。

这次事故暴露了关于应急管理的许多问题，比如说，爆炸的发生就直接暴露了交接班及工作许可制度存在巨大的问题；天然气报警系统以及应急关闭系统和一些应急系统，在爆炸一开始的时候就被摧毁，没有起任何作用的问题；海底管线水下安全阀无法及时打开的问题；应急撤离时的手段问题；生活区与生产区之间的隔离问题；应急指挥失误的问题；事故发生后的救援情况不好的问题；安全检查的问题等。

对于本次事故的研究涉及多方面，多角度的讨论，其一是详细还原了事故的处理过程，其二是对于此次事故中暴露的问题进行详细的分析，并进行详细的分析，以求能尽量降低此类事故发生的风险以及减小事故发生后的损失。

1.2国内外的研究现状分析

此次事故引起了国内外学者的高度重视。石油知识的佚名作者^[1] 认为，在过去的100余年海洋油气钻井的历史上，全球各地大大小小各类安全事故多得数也数不过来，事故类型有很多，其中包括油气泄漏、爆炸起火、倾覆沉没等。目前，全世界因事故沉没的钻井平台就已经多达60余座，其中有九起的人员和财产损失都特别惨重。英国北海的“阿尔法”油气钻井平台爆炸事故正是其中之一。

谭凤珍^[2] 认为，这次“阿尔法”油气钻井平台爆炸事故暴露了安全管理和应急救援方面的很多问题，影响非常深远，值得我们借鉴。

杨苑^[3]指出，随着人们对能源需求量的不断增大，海上油气开采更加频繁，由于技术不断进步，人们对海洋油气开发逐步深入，带来的污染也越来越多，海洋环境保护迫在眉睫。２０１３ 年欧盟就颁布了《海上油气作业安全指令》，为海上油气作业安全设立了一套高标准，与此同时，还建立了风险管理和事故 防范的综合法律框架。我国也需要不断建立健全海洋环保及油气开采法律框架，并为建立更为安全的行业标准奠定基础。

杨光胜^[4]认为，对石油开采作业影响较大有害因素主要有:井喷、爆炸、火灾、落水淹溺、油气泄漏、海管破损、硫化氢中毒、起重伤害、平台结构失效、机械伤害、电气伤害、物体打击以及极端气候等13 类。公司应该加强监管，切实筑牢安全生产防线。

陆译^[5]认为在1988年的北海，其实没有几家钻井平台符合安全标准。频繁出现的石油开采事故都与这些石油开采公司管理不善有着必然的关系。当安全管理失控，此时安全事件的发生也就无法避免了。石油公司还需要不断提升安全管理水平，建立健全安全管理制度，逐步提升科技保安全方面的设施设备投入，而且要加大职工安全生产培训力度，杜绝此类悲剧再次发生。

董晓^[6]指出，上世纪末期，英国 “阿尔法”石油钻井平台事故频发，也造成了震惊世界的大爆炸，还出现了更为严重的二次爆炸，究其主要原因就在于爆炸发生之后管理者未及时关闭石油管道，着火之后,石油依然源源不断输送至阿尔法平台之上，大火造成持续700 摄氏度高温,仅在20分钟之内就将石油管道烧穿，这也是造成二次事故的主要原因。在此次事故应急处置过程中，如果及时切断石油管道，那么就会降低二次事故发生的概率，甚至可以避免。

刘斐,王骏宜,高云鹏^[7]认为，近年来随着油气开采过程中大量的安全事故频繁出现，对生产者和海洋环境造成了极大地威胁，人们对安全控制越来越关注。更多的专家学者以及企业都纷纷从生产流程、安全管理、人员培训、环境保护等方面深入研究，提出了大量油气开采安全性能提升的一些建议。

赵建民,高前进^[8]指出，此次事故的直接原因就是平台上的保护装置、警示系统或者安全装置被拆除。导致没有人发现安全阀处的盲法兰没有被拧紧从而发生了泄漏。

刘少才^[9]认为这次事故发生的原因并不大，仅仅是由于传达上的失误和许可证制度的不完善最终才导致了悲剧的发生。悲剧往往都是环环相扣的，只要有一个环节出了问题，灾难就会发生。

徐国虎^[10]认为根据海上油气开采面临的复杂环境，在生产过程中必须要建立健全应急处置安全管理体系，完善安全管理制度。这样就能够从根本上防微杜渐，降低火灾爆炸事故发生的概率，从而避免灾害造成的损失。

王海潮^[11]指出，现阶段我国依然缺乏完善的安全管理机制，未形成完善的长效安全管控机制，不具有全面的安全生产规划。要持续提升海洋石油开发安全管理及生产效率,这就需要国家加强油气开发安全管理，未形成安全有序的油气开采生产提供强有力的支持与服务。

杨冰^[12]认为此次事件的原因是由一个又一个小事故环环紧扣而产生的，这期间哪怕只要有一个环节是没有出现差错的，悲剧将不会发生，这次的事故，对于石油工业的“健康、安全、环保（HSE）”管理模式的发展及深化起到了非常巨大的推动作用。

卢传敬,李文波^[13]指出此次事故的直接原因就是作业许可证系统没有成功控制平台上的维修和检查作业。做好作业的安全控制工作，就等同于抓住了安全管理工作一个重要的点，可以以点带面，从而就可以确保全厂、全公司的安全运行。

1. Broadribb^[14]对于事故中的火灾和爆炸原因进行了分析，包括浓烟进入生活区的原因，并建议应该建立一个可以供工人们躲避初始火灾的庇护所。
2. C. Shallcross^[15]认为这次事故是一个非常典型而有教育意义的事件。他通过概念图的方法为墨尔本大学的学生们提供了大量知识，使他们能很好的了解事件的起因，经过和结果，并且从中吸取教训。
3. Singh et al^[16]从材料的角度向我们分析了阿尔法钻井平台爆炸事故的原因。阐述了机械工艺，材料，腐蚀等相关内容，并指出当代科学家在相关方面的进步。并希望在安全和商业成本的方面能架起桥梁。

Swuste et al^[17]认为此次事故的发生不仅仅是由于工人的疏忽，也是阿尔法钻井平台本身的系统存在问题，是诸多因素引起的严重安全事故。而关于安全系统理论及模型的更新换代，荷兰在吸取此次事故的相关经验后有了新的进展。

1.3研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

本论文将以英国北海“阿尔法”油气钻井平台爆炸案例，采用事故树分析法，选择合理合适的顶上事件，围绕英国北海“阿尔法”油气钻井平台通过图书馆及中文期刊等方法收集相关资料，了解英国北海“阿尔法”油气钻井平台的各种情况，各种参数及周边环境的情况，尽可能多的了解事故，还有国内外相关专家的意见及研究，研究事故发生各种的原因。整理右拐顶上事件起因的中间事件及基本事件的关系，然后建立事故树，再对事故树进行简化或者模块化，然后定性分析和定量分析，最后根据相关专家的建议，以事故树原因分析为依据，提出了 “阿尔法”企业油气开采爆炸事故诱因的相关报告以及预防此类事故发生的一些对策措施。

第2章 英国北海“阿尔法”油气钻井平台

海洋油气开采主要通过2 种方式进行，一般为油气开采平台、井口平台两大类型。其中井口平台不但为油气开发的作业实施提供了基础，也是重要的安全保障设施。油气处理平台主要进行油气输出、污水的回注、外输任务等，是集中进行油气处理的主要场所。海上油气生产涉及流程为:利用开采设备将油气输出至井口平台采油树，然后通过海底生产管输送至油气输送平台；油气通过换热器之后，就会进入分离器中进行不同类型油气分离。分离出的液相通过油水分离之后，而油气中的杂质往往会通过污水处理系统回注地层；分离后的原油在罐体中存储，然后等待运输冶炼。

英国北海地处大西洋东部，海域非常辽阔，也是各国海洋运输的必经之路。英国北海面积宽广，其平均水深约为91 m，油气含量非常丰富，这已成为各大石油开采公司纷纷涌向北海的重要因素。随着经济不断发展，为了加大油气开采量，缓解工业发展过程中面临的能源压力，沿海井架林立，机器轰鸣，油气开采场面非常壮观。在上世纪中期，北海海底被不同的国家瓜分而形成了各自的开发区。目前，经过探测发现北海储油量为230亿桶，是全球第9大油田。

北海的Piper油田于1973年被发现。覆盖面积为31平方公里，足够建造一个32槽的石油生产平台。 “阿尔法”油气钻井平台于1976年底开始投产，设计吞吐量为40,000立方米/天（每天250,000桶）。 它位于阿伯丁东北193公里处145米深的水中。 后来又建立了Tartan和Claymore石油平台，开采了Piper油田45公里范围内的其他石油。钻井平台的作用是分离石油和天然气。将油气通过设备从海底开采出来之后，第一步就需要对其中初级燃料进行分离。阿尔法平台首先对油气进行升温加压，然后对重油进行分离，将重油通过输送管道输送至陆上炼油厂。由于石油燃气易燃易爆，工人们处在这样的环境中进行作业，而且需要持续进行劳作，不但劳动量非常大，而且十分危险。该平台高出海面约200 m，能够承受28.5 m大浪袭击。

通过Piper Alpha的32口油井将油、气和水带到地面，在平台上分离。储层流体通过主要生产分离器，工作压力为1.07 MPa。油通过两个增压泵泵送到主要石油输出管线，然后输送到奥克尼群岛的Flotta油码头。从生产分离器产生的水进一步处理，除去最后的痕量油，然后倾倒在平台的侧面。来自分离器的气体通过冷凝物分离罐然后在三个离心压缩机中被压缩至4.65MPa。然后通过两个往复式压缩机将该气体进一步压缩至12.0MPa。从那里，气体从平台输出，用于提升油井中的气体或者输送到流体中。在该过程中各个点从气体中排出的冷凝物先由两个冷凝水增压泵压缩至4.62MPa，然后由两个冷凝水泵压缩至7.58MPa。这些泵将冷凝水注入油中，然后通过管道输送到Flotta。

油井钻井平台被成设计用防火墙隔开的A ，B， C ，D，4个模块区域，平台的顶部就是工人们的宿舍生活区，可以容纳 240 人。主要生产甲板位于海拔25.5米（84英尺）处。 36个井口和钻井设备位于模块A中，该模块沿东西向穿过钻井平台。该钻机最初具有两个钻井井架，但到1988年，随着钻井计划的完成，其中一个钻井井架被拆除。模块B与模块A分开，模块B包含两个主要的生产分离器，用于分离油，气和水。该模块还包含四个主要的石油输出泵。模块C安装了气体压缩设备 - 两台往复式压缩机和三台离心式压缩机。两个冷凝水喷射泵安装在海拔21米（68英尺）的甲板上的模块C下方。主生产平台上的第四个也是最后一个模块是模块D，其中包含一些实用程序以及电气开关室和过程控制室。各种其他生产模块位于32frac12;米及以上。 住宿区位于模块D上方的四层。在该区块的顶部，直升机甲板位于海拔53米处。 该平台还配备了两个起重机和四个用于燃烧多余气体的浮子。取决于风向，天然气将通过东部的两个浮子，或者西部的两个浮子。在平台的南面部分包裹着一个隔热罩，使模块A不受扩口产生的热量的影响。

随着周围的Tartan和Claymore油田的发展，Piper Alpha石油平台发现自己成了输送石油和天然气的管网的主要交汇点。 1988年，Piper Alpha周围的石油和天然气管道网络如图3所示。Piper Alpha的气体通过流形压缩平台MCP-01出口到苏格兰大陆的St Fergus天然气终端。天然气通过海床上直径46厘米的管道行进55公里到达MCP-01。来自Tartan石油平台的天然气通过Piper Alpha和MCP-01出口到岸上。还有一条连接到Claymore平台的天然气管道连接线，允许在Claymore油田在没有充足的天然气时从两个平台之间向任一方向输送。平台之间的这些相互连接意味着从海床到主生产甲板有四条主管道或立管。它们是主要的石油出口线，Claymore气体提升管，Tartan气体提升管和MCP-01的天然气出口管线。

第3章 事故简述

1988 年 7 月7日早上，凝析油相关的设备都被隔离并且进行了加锁，主要为了进行设备保养维修。此次维修主要是对安全泵 PSV504 进行检验。此安全泵安装在甲板 C模块区上面，由于安装位置特殊，在甲板上该泵难以看到的。安全阀拆下然后进行维修检验原计划可以在当日就能够完成，因此只是将管口法兰盘临时进行加封，螺栓并未拧紧，整个法兰盘处于松动状态，无法防漏。

7月7日当班人员交接班过程中，由于无可用的吊车，因此安全阀未及时回装，在回送作业许可票时，由于相关管理人员在开会讨论工作，维修主管仅写上“未完成”并未进行交接说明情况就匆忙离开，当班人员对此情况也未进行明确交接。

当晚9点50分左右，冷凝注射泵B跳闸，无法重新启动。 如果两个泵都不能在30分钟内重新启动，则可能需要关闭整个平台。 因工作许可证上写“未完成”，管理人员误认为泵 G200A 还未开始进行维修，此时工作人员盲目解除泵G200A 上 的 隔 离措施， 然后进行 G200A送电操作，泵 G200A开始工作。但是由于泵G200A 安全阀已经被拆下，使得大量油气液体喷出，发生严重泄露。

在通过泵G200A送冷凝水后，控制室立即开始发出气体报警声。 气体探测器记录了模块C中存在的气体。在晚上10点之后几秒钟，气体被点燃，导致爆炸，摧毁了模块C。由于隔离四个模块的墙壁只是防火而不是防爆，所以平台被摧毁得十分严重。模块D控制室的操作人员被扔到房间的另一边，而模块C对气体泄漏做出反应的两名操作人员当场死亡。