墨西哥湾深水地平线事故根源综合分析研究Word文件下载.docx

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关键词：

事故；

井喷；

火灾；

爆炸；

溢油；

沉没；

根源分析表；

深水地平线；

墨西哥湾；

第一章事故根源综合分析表.............................5

1．1调查准备...........................................5

1.2收集证据............................................5

1.3关键起因...........................................5

1.4根源分析............................................6

1.5整改建议............................................7

第二章墨西哥湾的“深水地平线”事故综合因素分析.........8

2.1可能的直接原因................................8

2.2可能的系统原因................................22

第三章对中国的海洋开发和治理的警示意义..............30

致谢31

….

第一章事故根源综合分析表

事故发生后，现场的认证、物证、位置、文件、解决方案都是杂乱的，通过事故根源综合分析表的分析，最终复原事故现场。

1.1调查准备PreparingInvestigation

•Documentthetype/severityofevent记录事故的类型和严重程度

•Coverthewho/what/when/where/howasknownatthetime包括所涉及的人、事件、时间、地点和目前的进展

•Investigationteamestablishment成立事故调查小组

1.2收集证据DataCollection

根源分析第1步：

收集证据RCAStep1:

DataCollection

•CollectEvidence收集证据

•People,Parts,PositionsandPaper人证、物证、位置和文件

•PreserveEvidence保护证据

1.3关键起因CriticalFactors

•根源分析第2步：

找出关键起因RCAStep2:

IdentifyCriticalFactors

•AnalyzeInformation分析所收集的信息

•CausalFactorCharting重建起因事件链

•IdentifyCriticalCausalFactors识别事故关键起因

1.4根源分析RootCause

根源分析第3步：

根源分析RCAStep3:

IdentifyRootCause

1.5整改建议Recommendation

根源分析第4步：

整改建议RCAStep4:

Recommendation

●健康安全环境管理体系要素ELEMENTSOFHSEMANAGEMENTSYSTEM

●领导及职LeadershipandAccountability

●风险评估和管理RiskAssessmentandManagement

●人员、培训和行为People,TrainingandBehaviours

●与承包商和其他方合作WorkingwithContractorsandOthers

●装置设计和安装FacilitiesDesignandConstruction

●实施和运行ImplementationandOperation

●变更管理ManagementofChange

●信息和文档InformationandDocumentation

●客户和产品CustomersandProducts

●社区和相关方意识CommunityandStakeholderAwareness

●危机和应急管理CrisisandEmergencyManagement

●事故分析和预防IncidentsAnalysisandPrevention

●评估、保障和改进Assessment,Assurance&

Improvement

第二章墨西哥湾的“深水地平线”事故综合因素分析

2010年4月20日夜间，位于墨西哥湾的“深水地平线”钻井平台发生爆炸并引发大火，大约36小时后沉入墨西哥湾，11名工作人员死亡。

根据事故的描述证据，部分来自网络报道、工程图纸、平台在线实时传输的数据、平台现场目击者以及涉及油井设计施工的相关方资料、数字建模分析、针对设备的测试，（如水下防喷器，水泥样，套管附件等）和有限的第三方有价值的资料、还有一些个人多年从事水下器具工程师的工作经验。

运用事故根源综合分析表对平台爆炸、沉没、救援失败等一系列事故原因进行分析：

2.1可能的直接原因POSSIBLEIMMEDIATECAUSES

1.遵守工作程序方面FollowingProcedures

1-1个人违规Violationbyindividual：

现场作业人员可能未按照作业指令进行固井前的泥浆循环处理监控井下情况或者未进行正确的固井操作，固井后未作充分时间的候凝，或者没有按照设计将水泥浆返到设计高度。

•9attemptstoconvertfloatequipment9次企图转换浮箍设备状态

-Shearedat3142psivs500-700psiDesign在3142psi剪断了，设计压力是500-700psi

•Circulatingpressurebelownormalaftershearingfloatcollar剪切浮箍后循环压力高于正常值

是否造成其他部位出现破裂。

Pump352bblsseawater泵入海水352bbls

-NotenoughtogetspaceraboveBOP，在防喷器上面没有足够的液垫

•2325psistaticpressureafterpumping泵完后静压在2325psi

1-2集体违规Violationbygroup：

BP石油公司和越洋钻探公司在固井前发现井下有压力泄露，不适合进行固井作业，但是后来BP石油公司和越洋钻探公司告诉哈里伯顿公司人员已经测试合格，可以进行固井作业。

1-3监督违规Violationbysupervisor：

现场重要作业监督未在现场监控，未有效监控指导现场作业。

1-7工作或运载速度不适宜Workormotionatimproperspeed：

通过事故记录数据反映出来深水地平线在处理井下复杂情况，反映不够果断迅速，过于行动过于迟缓是导致深水地平线爆炸、沉没，以至于油井大量溢油失控的原因。

.Wirelinelogfor4days电测4天，导致裸眼时间过久，增加了后续作业的潜在风险，影响了固井质量。

1-10走捷径Shortcuts：

监督为提高作业时效，省略了固井后的试压作业程序，或者减少憋压侯凝的时间，影响了水泥的胶结质量；

可能是套管连接丝扣不密封，套管浮阀失效，但是没有做修复就进行固井。

2.工具或设备使用UseofToolsorEquipment

2-1设备使用欠妥Improperuseofequipment

Laidoutthreejointsof7"

duetodamagedthreads由于丝扣损坏，甩掉3根7"

套管，是否有没有检查到的破损丝扣。

2-3使用有缺陷设备（明知）Useofdefectiveequipment（aware）：

美国《纽约时报》援引英国石油公司内部文件报道,管理层在选择“深水地平线”油井套管时将范围缩小到两款套管。

尽管清楚知晓其中一款风险高于另一款,管理层却最终选定风险较高的那款。

去年6月22日,多名工程师向企业管理层提交内部报告,认为这款金属套管可能在高压下“崩溃”。

不过,这家企业仍然坚持使用这款套管。

英国石油公司内部文件显示,作为漏油最后一道防线的“防喷器”至少3次泄漏液体。

防喷器控制系统缺少一块电池，一旦平台出现断电，防喷器控制系统可能无法使用。

负责水下防喷器维护的负责人员应确保设备的完好性。

备用控制系统应处于随时可用状态，并定期进行压力及功能测试。

2-6设备操作速度欠妥Operationofequipmentatimproperspeed：

可能司钻操作不当导致套管丝扣连接，或者密封总成设置不当，固井人员未对设备及套管及附件进行全面的检查，固井泵泵效不足，未到达足够量的替液。

固井泵操作手对替浆速度掌握不好，导致水泥浆凝结质量不好，或者未对设计部位进行有效封堵。

2-7对正在运行的设备进行维修Servicingofequipmentinoperation：

水下井口防喷器的部分功能可能出于维修的状态，部分配件可能拆除，或处于测试状态，水下器具工程师可能没有对设备存在问题没有及时和所有的司钻或队长进行全面交接。

可能在维护过程中相关功能没有进行隔离锁定。

3.保护方法的使用UseofProtectiveMethods

3-1缺乏隐患存在意识Lackofknowledgeofhazardspresent：

越洋钻井公司和BP石油公司未对深水钻井存在的风险及可燃冰存在的风险深水防喷器及其他设备的隐患进行辨识的意识缺乏。

3-4动力设备维修保养Servicingofenergizedequipment：

水下防喷器储能器可能存在漏失可能被隔离；

水下防喷器控制电池可能缺失；

控制系统可能处于一种维护测试状态。

3-6保护装置、警示系统或安全装置失效Disabledguards,warningsystemsorsafetydevices：

井下应急自动关断的设备未能启动。

（参看应急关断设备介绍）

4.疏忽/缺乏安全意识Inattention/LackofAwareness

4-1决定欠妥或缺乏判断Improperdecisionmakingorlackofjudgment：

司钻在发现钻具内有流体溢出，未采取及时果断的措施，可能向队长或监督进行请示，延误了宝贵的关井时机，如果及时关断剪切闸板，完全可以避免这场灾难。

4-2注意力分散Distractedbyotherconcerns：

当出现井下复杂情况，各种变换的参数已经严重干扰的司钻的判断。

4-6未作警告Failuretowarn：

现场可能缺乏监督对操作速度过快及可燃冰风险，作业风险的有效提示。

或者在设备维护过程中可能在维护过程中相关功能没有进行隔离锁定，未作警示牌。

4-8无思索地进行常规活动Routineactivitywithoutthought：

固井后的起钻作业时很常规的作业，固井成功后，井底和套管已经被水泥完全封住，是井况最安全的情况，一般可以放心的快速起钻，也不会造成地层流体进入井筒内。

操作人员完全是不假思索的进行操作。

5.保护系统ProtectiveSystems

5-2护罩或保护性装置有缺陷Defectiveguardsorprotectivedevices：

当气体从井口喷出来，相关区域的探头及应急关断装置可能未有效的关闭。

可能存在探头位置安装不合理，或者失效。

“深水地平线”主甲板危险区域划分图

IgnitionofReleasedHydrocarbons点燃释放的可燃气

-Hydrocarbongasdetectedbyseveralgasdetectorspriortoexplosion（twowitnessstatementsfrombridge）.两名在控制室的目击证人标示在爆炸前只有几个探头检测到了气体。

-Severalpotentialscenariosofhydrocarbonreleasetoatmospherehavebeenidentified.一些潜在的油气向大气释放的情况已查明。

-Dynamicmodelingestimatessuggeststhatflammablegasmixturescouldhavereachednonelectricallyclassifiedareas.动态模型的估计表明，可燃气体混合物可以达到安全区域。

Ongoingwork正在进行的工作

-Fluiddynamicmodelingbeingfurtherdevelopedin-linewithmostprobablereleasescenarios.

流体动力学建模正在进一步发展，最有可能的气体释放情景。

-AccesstopitroomORmudpumps气体进入泥浆池舱或泥浆泵舱

-Accesstoderrickviadegasser气体通过除气器沿井架喷出

-Accesstoengineroom气体进入主机室

-Reviewofelectricalareaclassification,fireanddesignandventilationsystemdesign.

-审查电气防爆区域，消防及通风系统的设计。

5-6警示系统缺陷Defectivewarningsystems：

发生事故后，警报系统未作出及时有效的反应，直接影响到了人员的应急反应速度。

在大量的有害气体爆发前，平台上没有检测到任何甲烷气体。

也说明警报系统存在缺陷。

5-7工艺或设备隔离不妥Inadequateisolationofprocessorequipment：

可能在维护保养设备时相关功能没有进行隔离锁定，未作警示牌。

气体出来后，相关区域的通风系统，液压水密门可能未有效的关闭，造成船体很多空间充满了气体。

也许在部分区域部分设备防爆隔离装置失效。

有报道说，最后阶段钻杆内压力达到5800PSI,已经足以打开泥浆泵安全阀，或者可能刺坏泥浆泵凡尔，气体进入泥浆池，泥浆池舱水密门如果没有保持关闭，气体很快扩散到泥浆泵舱，主机舱。

舱室内充满可燃气体，一触即发。

5-8安全装置欠妥Inadequatesafetydevices:

水下井口防喷器可能存在故障，影响司钻及时有效的操作。

司钻最后处置是将返出液体直接排到舷外，没有进行计量。

可能转喷器内没有安装转喷器关闭胶芯，所以返出液量大时，便会从井口喷出。

如果转换至放喷线路，转喷器具有连锁关闭胶芯功能。

但是只限于低压放喷，如果压力过高，也会失效。

转喷器的各项功能也值得怀疑。

5-9安全装置有缺陷Defectivesafetydevices：

深水地平线沉没以后，水下井口防喷器保持完好，但是后期遥控水下ROV关闭井口却无法有效实施，说明水下防喷器可能存在缺陷。

一般水下防喷器在船上无法操作时，或完全失控状况，一些应急操作的功能可能通过BOP上安装的应急插头可以实施操作。

ROV进行操作；

一些先进的水下设备都具多种应急操作系统，但是很多情况下不是所有操作系统能正常使用的情况下，水下防喷器才投入使用，因此很多花哨的先进的功能就成了摆设。

结合“深水地平线”的水下防喷器的特点分析事故原因

●UAPUpperAnnularPreventerusedinnormaldrillingoperationsforwellshut-inrated10K.上万能防喷器一般用于关井额定压力10000PSI。

●LAPLowerAnnularPreventerwithCasingStrippingElement..Usedforcasingstrippingpurposes,downratedtolowerwellboreretainingpressureSK.下万能带有刮套管的部件，目的是在下套管过程中保持井下有一定压力下，一定速度下套管。

●BSRBlindShearRamsCutsdrillpipeandsealsthewell.剪切闸板防喷器用于剪断钻杆封住井。

●CSRCasingShearRamsNon-Sealing,cutsdrillpipeandcasing;

isnotdesignedtosealthewellbore.套管剪切闸板不能密封，可以切断套管和钻杆，不是设计封井的。

●UPRUpperPipeRamsRampackerscancloseonarangeofdrillpipefrom3'

Y2"

ODto6S/8"

ODandsealupto1SKwellborepressure.上闸板可以封住井下15000PSI的压力

●MPRMiddlePipeRamsRampackerscancloseonarangeofdrillpipefrom3'

ODto65/8"

ODandsealsupto15Kwellborepressure,canalsobestrippedthroughtohang-offdrillpipeup600K中闸板防喷器可以关闭3'

OD的钻具，封闭井下15000PSI的压力。

能悬挂入得钻具。

●LPRLowerPipeRams.TestRamsealsupto1SKpressurefromabove.下闸板也能封住井下15000PSI的压力。

EDS

●EDSwasactivatedfromBridgeafterexplosionat21:

56basedonwitnessstatements具目击者说应急脱离系统在21:

56平台爆炸后才开始启动的。

-ActivationtimeforEDSis46seconds启动时间46秒

●TheEDSfunctioncanbeactivatedfromthesurface（eitherthebridgeordrillfloor）.应急解脱系统功能可以在控制室和钻台实现其功能

●Functionistosealthewellanddisconnectthevesselfromthewell.功能是封井然后将井与钻井船之间脱离。

●TheEDSsequence:

应急解脱系统步骤

-OperatoronrigpushestheEDSbutton操作人员在钻台按下应急解脱按钮

-Blindshearramsclosecuttingdrillpipeandsealingthewell剪切闸板关闭剪断钻具封井

-Chokeandkilllinevalvesareclosedandlinesunlatched关闭阻流压井管线阀门，管线解脱。

-LMRPisunlatchedanddisconnects下部水下隔水管插入总成解锁并脱离。

-TheEDSsequenceisnowcompleteandrigisfreetomoveawayfromwell.应急解脱系统操作完成后，平台脱离井口进入自由状态。

●InthiseventthereisnoevidencethattheEDSactivated,therewasstillsignificantflowfromthewellandtheLMRPremainedconnectedtotheBOP

.在这起事故当中没有证据表明应急解脱系统启动，应为有大量原油从井里流出来，而且下部水下隔水管插入总成仍然连接在水下防喷器上。

AMF（dead-man）

●TheAMF（dead-man）wouldhavebeenexpectedtosealthewellafterlossofthethreefunctions（hydraulics,communicationsandpower）fromthesurfaceatsomepointbetweentheexplosionsandtherigsinking.

在平台爆炸和平台沉没期间平台上面有许多的点存在（液压，通讯，动力）三方面的功能丧失，“死人”“系统应该可以启动按照预期封住井口。

●TheAMFisanemergencysequencethatactivatestheblindshearramstosealthewell.

“死人”应急系统步骤是一个关闭剪切闸板的操作。

●ActivationtimefortheAMFis37seconds

启动时间该系统的时间是37秒。

●The