【摘 要】海上冰期石油开发过程中发生重大事故时，如何选择有效的逃生手段，以降低损失，保护生命财产安全，是海上石油安全生产的一个重要内容。本文针对以上问题，对现有逃生方案，包括守护船逃生、直升机逃生、救生筏逃生、安全岛逃生和救生艇逃生，进行了研究，并以渤海冰期海上逃生为对象，分析了各种方案在逃生程序、响应时间、安全风险和方案成本等因素的影响，建立数学模型，结果表明救生艇逃生方案具有成本低、安全性高、响应时间短、逃生程序简单等优点。根据研究和国内外动态，研制和装备冰区救生艇是渤海冰期逃生技术的发展趋向。

　　【关键词】冰期；逃生方案；救生艇

　　0 前言

　　近年连续的严重海冰灾害频发，海上的与岸边的冰结在一起，固定冰冰量增多，经潮汐运动和温度变化形成的重叠冰和堆积冰（厚度可达1米或数米），令海上油田作业者提心吊胆、苦不堪言。一旦发生井喷、火灾等意外情况时，需迅速启动应急逃生预案，但在海冰面前，常规的救生救援方法难以正常的发挥其应有的效果、效率和可靠性。国外仅仅在从海洋结构物安全撤离到附近结实冰层上有一定的研究方案和实施方法，国内在这一方面研究还处于空白，而我国渤海油田有9大作业区，其中4个位于海冰较为严重和多发地区，覆盖面积大，所以有针对性的研究冰期应急逃生方案是保护海上人员安全的需要，对于保障海上人员生命健康安全具有重要意义。本文主要研究分析现有各种冰期救逃生方案，最后确定最适合渤海石油冰期的应急逃生技术方案。

　　1 渤海冰期自然环境条件

　　渤海海域位于北纬37°～41°之间，属于中纬度，每年11月末到12月初海水开始由北向南结冰，次年的2月下旬或3月上、中旬，由南向北融解消失，冰期为3～4个月。其中1月到2月上旬，冰情较为严重，称为“盛冰期”[1-2]。据国家海洋局统计，渤海海域在1969年属重冰年，造成渤海石油“海二井”（重550吨）生活平台、设备平台和钻井平台被海冰推到，“海一井”平台支座拉筋被海冰割破。一个月内进出塘沽港的123艘客货轮有58艘受到不同程度的破坏，严重的船体变形被挤裂，船舱进水。1977年属偏重冰年，渤海石油“海四井”烽火台被海冰推到，秦皇岛港有多艘船只被冰夹住，需破冰引航。

　　现有的水上救生艇不能在冰上行走，并且降放过程中净水压力释放器失效，容易引起事故。冰期的守护船属于破冰船，破冰船在冰上行驶的速度要远远慢于在水上行驶速度，耽搁救援时间。救生筏也不能再冰上行驶。而直升机则受运力影响，不能有效实现逃生。为保证海洋油气开发工作者的人命安全，在海洋油气开发过程中出现井喷或火灾等安全事故时需对人员进行逃生。人员逃生时所采用的应急方案，要坚持安全、迅速、高效的原则进行。

　　2 现有应急逃生方案分析

　　现有的应急逃生方案主要有以下几种：①守护船逃生；守护船一般跟吊笼、救生缓降器和柔性逃生索道等下救生设备联合使用。②直升机逃生；③救生筏逃生；④安全岛逃生；⑤救生艇逃生。下面分别从设备组成、作业环境、应急程序、响应时间、安全风险、使用概率、方案成本、冰期适用性以及局限性等方面分析以上几种应急逃生方案，其中平台人数按照30人计算。

　　2.1 守护船逃生

　　使用守护船进行逃生是目前海洋油气开发过程中最常用的应急逃生手段。在平台需要进行防台风、海啸或者其他预防情况下，采用守护船逃生能够保证海洋油气开发工作者的人命安全，达到安全逃生目的。守护船响应时间一般为30分钟。守护船往往与平台转移逃生工具联合使用，例如：吊笼、救生缓降器和柔性逃生索道等。按照联合使用的手段，守护船方案又可以分为以下三种：

　　2.1.1 救生船与吊笼、软梯联用

　　发出撤离指令后，平台所有工作人员在指定的撤离点集合，由吊机操作员操作吊机，待守护船到达后，依次将所有工作人员用吊笼转移守护船上，最后吊机操作员由软梯转移到守护船，完成撤离。响应时间为1小时以上；安全风险较低；使用概率较高；方案成本主要为守护船动复员费用（5万元/天）；可以在满足作业环境的前提下适用于冰期；其局限性在于本方案使用的应急设备较多，并且受环境风力、能见度影响大，火灾等事故不适用。

　　2.1.2 守护船与救生缓降器联用

　　发出撤离指令后，平台所有工作人员在指定的撤离点集合，佩戴好救生缓降器，利用抛索器将救生缓降器的一端抛到守护船上，由守护船工作人员进行固定，平台工作人员依次通过绳索缓降到守护船；响应时间不小于45分钟；安全风险较大；使用概率较低；方案成本主要包括守护船动复员费用（5万元/天），30人救生缓降器采购费用，人员使用培训费用，平台缓降器绳索安装费用，总计约40万元；可以在满足作业环境的前提下适用于冰期；其局限性在于受环境风力、能见度影响大，人员素质要求高，火灾等事故不适用。

　　2.1.3 守护船与柔性逃生索道联用

　　发出撤离指令后，平台所有工作人员在指定的撤离点集合，打开柔性逃生索道，将出口落到守护船甲板，人员依次开始撤离；响应时间不小于45分钟；安全风险几乎没有；使用概率不高；方案成本包括守护船动复员费用（5万元/天），柔性逃生索道费用，人员使用培训费用，平台安装改造费用，总计约60万元；结冰期需使用破冰船作为守护船，可以在满足作业环境的前提下适用于冰期；其局限性在于受环境风力、能见度影响大，火灾等事故不适用。

　　2.2 直升机逃生

　　发出撤离指令后，平台所有工作人员在指定的撤离点集合，待直升机到达后，人员依次开始撤离；响应时间不小于90分钟；安全风险 几乎没有；是常规逃生手段，使用概率较高；方案成本为2万元/小时； 结冰期可以在满足作业环境要求的前提下使用；其局限性在于受环境风力、能见度影响大，受运力限制比较明显，火灾等事故不适用。

　　2.3 救生筏逃生

　　发出撤离指令后，平台所有工作人员在指定的撤离点集合，拉开气胀式救生筏，并将其推入海中，人员按训练要求依次跳入海中爬进救生筏；响应时间最少30分钟；安全风险非常高；使用概率非常低；方案成本主要是气胀式救生筏本体，是平台的常规配置；冰期不可使用；其局限性在于受风力影响，人员素质要求高，浪高时不可用，安全性非常差，人员存活率非常低，除非在不得已情形下，否则不建议使用。

　　2.4 安全岛逃生

　　中国石油集团海洋工程有限公司为了解决滩海油田作业施工意外事故时，工作人员安全逃生问题，于2003年提出了在作业平台周边100米范围外建造安全岛的设想。在作业平台和安全岛之间用往复型逃生滑道连接，安全岛配备适量的救生用品，一旦在作业平台出现紧急事故时，工作人员可通过逃生滑道逃生到安全岛[3]。

　　发出撤离指令后，平台所有工作人员在指定的撤离点集合，依次通过逃生滑道撤离到安全岛；响应时间最少需要20分钟；安全风险几乎没有；使用概率低；方案成本主要是其建设费用预计在千万以上；结冰期可用；局限性在于建设、维护费用非常高，经济性很差。

　　2.5 救生艇逃生

　　发出撤离指令后，平台所有工作人员在指定的撤离点集合，依次进入救生艇，按操作规程降放救生艇，待救生艇落入水面后，脱开救生艇完成撤离；响应时间约为10分钟左右；安全风险几乎没有；使用概率非常高；方案成本主要为救生艇本体，为平台常规配备设施；但常规救生艇结冰期不可用，急需解决救生艇在冰期的可用性。

　　3 适合海洋油气开发过程事故的应急逃生方案对比

　　下面再将以上几种逃生方案从设备依赖程度、作业环境要求、响应时间、安全风险、人员素质要求、方案成本等方面按百分制进行综合对比，建立数学模型，最终寻找到适合海洋油气开发作业过程中安全事故逃生的最优方案。

　　ui（i=1，2，3，4，5，6，7）为方案数列，其中u1为守护船A方案；u2为守护船B方案；u3为守护船C方案；u4为直升机逃生方案；u5为救生筏逃生方案；u6为安全岛逃生方案；u7为救生艇逃生方案。fi（i=1，2，3，4，5，6）评定因素数列，其中f1为设备依赖程度，f2为作业环境要求，f3为应急响应时间，f4为方案安全风险程度，f5为方案所需具备的人员素质要求，f6为花费成本。wi （i=1，2，3，4，5，6）为权重数列，分别代表设备依赖程度、作业环境要求、响应时间、安全风险、人员素质要求、成本。根据所考虑因素重要性的不同，它们所占的权重不同，根据项目组专家讨论，确定权重w1=10%，w2=10%，w3=20%，w4=25%，w5=15%，w6=20%。

　　根据向项目组各专家请教以及对各种救逃生方案的调查研究，最后确定各评定因素的评定标准如下：

　　f1设备依赖程度高 0≤a1<60设备依赖程度一般 60≤a1<80设备依赖程度低 80≤a1<100

　　f2作业环境要求高 0≤a2<60作业环境要求一般 60≤a2<80作业环境要求低 80≤a2<100

　　f30≤t<20 80≤a3<10020≤t<60 60≤a3<80t≥60 0≤a3<60

　　其中t为应急响应时间，单位（秒）；

　　f4风险不可控 0≤a4<60部分风险可控 60≤a4<80风险可控 80≤a4<100

　　f5需要人员素质高 0≤a5<60需要人员素质一般 60≤a5<80需要人员素质低 80≤a5<100

　　f60≤m<50 80≤a6<10050≤m<100 60≤a6<80m≥100 0≤a6<60

　　其中m为花费成本，单位（万元）；

　　通过对各种适合海洋油气开发过程事故的应急逃生方案进行详细分析，并根据各评定因素的评定标准依次打分，形成方案对比评分表，如表1所示。通过综合评定可找到适合海洋冰期油气开发作业过程中最优的逃生方案。

　　由上表可知，经过对可能用于海洋石油平台的7种应急逃生方案调查研究，综合逃生方案对设备的依赖程度、对作业环境的要求、应急响应时间、方案安全风险、人员素质要求、花费成本等因素，几种应急逃生方案的综合评分中，救生艇得最高分为87.5分，远高于排在第二位的守护船C（守护船+柔性逃生索道）方案的77分。可以看出在平台事故应急逃生方案中，使用救生艇是最安全、最迅速、最高效的，是其他逃生方案无法比拟和替代的。

　　4 渤海冰期逃生技术的发展趋向

　　根据现有几种应急逃生方案的介绍以及利用数学建模对这几种逃生方案分析可知，救生艇逃生方案具有成本低、安全性高、响应时间短、逃生程序简单等优点，唯一缺点在于不能适用于冰期，因此，将常规救生艇改造成适用于冰期使用的冰区救生艇是渤海冰期逃生技术的发展方向；在2013年10月，IMO秘书长接受采访时强调，IMO正在争取2014年底出台极地船舶规范，2016或者2017年初强制生效。届时，冰区救生艇必将普遍应用于冰区和极地的石油平台和运营船舶上。

　　尽管目前国内外暂时缺乏在冰区和极地地区的救生手段，但是从长远来看，研制和装备冰区救生艇是大势所趋。