專業/派珀阿爾法石油鑽井平臺災難

1988 年 7 月 6 日，在北海的派珀油田，發生了世界上最致命的海上石油行業災難。 大約晚上 10 點，平臺上兩臺冷凝泵中的一臺發生簡單的溝通錯誤和安全失誤，引發了連鎖反應，最終導致一連串爆炸，徹底摧毀了整個派珀阿爾法石油鑽井平臺。 災難發生時，平臺上有 226 人，只有 61 名船員倖存。 165 名船員遇難，還有 2 名救援人員，導致總共 167 人死亡。 30 具屍體一直沒有找到。

背景

在災難發生之前，存在一些未解決的問題，這些問題被認為是災難的關鍵因素，主要包括多年以前的設計和安全疏忽。

建造

1972 年，包括德士古在內的 4 家公司組成的合資企業開始在北海尋找石油和天然氣。 派珀油田於 1973 年 1 月 由西方石油公司發現，位於蘇格蘭阿伯丁東北約 120 英里處。 派珀阿爾法石油鑽井平臺由麥克德莫特工程公司在阿德西爾和 UIE 在瑟堡於 1975 年建造了兩部分，並於 1976 年開始生產。

該平臺採用模組化設計，包含 4 個主要操作區域。A 模組包含油井和泵，B 模組包含分離裝置，用於分離原油和天然氣，C 模組包含天然氣壓縮裝置，D 模組包含人員區域，包括控制室、報警系統、消防裝置、住宿區和直升機停機坪。 C 模組使用兩個冷凝泵系統，A 和 B，只需要一個即可執行。

派珀阿爾法將經過處理的原油（後來還包括天然氣）從油田透過一條直徑為 30 英寸的海底管道輸送到位於奧克尼群島的弗洛塔碼頭。

平臺設計中的一個關鍵因素是將可能導致火災或爆炸的危險操作與人員區域分開。 當平臺上增加天然氣處理後，這種設計理念就被放棄了。

新增天然氣處理

為了符合英國天然氣節約要求，派珀阿爾法在 1978 年進行了改造，以處理和出口伴隨原油流的天然氣。這違背了以前將危險操作與人員區域分開的理念，因為在控制室旁邊添加了一個天然氣壓縮模組。該平臺還充當樞紐，連線著附近平臺的天然氣管道。天然氣改造沒有包括針對天然氣生產的更新的安全措施：天然氣壓縮模組周圍沒有安裝防爆牆。 在 1980 年代後期，天然氣壓縮模組正在更換；沒有像最初計劃的那樣停止運營，而是繼續生產。

塔坦、克萊莫爾和 MCP-01 平臺

塔坦和克萊莫爾平臺是在派珀阿爾法完工後安裝的。 這兩個平臺也生產石油和天然氣。它們透過與派珀阿爾法相同的弗洛塔碼頭管道輸送其生產的原油，而所有生產的天然氣則透過獨立的管道在平臺之間傳輸。

派珀阿爾法處理自己的天然氣，但也將塔坦和克萊莫爾的天然氣管道連線到 MCP-01 壓縮平臺進行處理。 派珀阿爾法上這一系列大型天然氣管道是該平臺被摧毀的關鍵所在。西方石油公司在 1986 年委託了一份關於這些天然氣管道風險的報告；該報告指出

這些管道……由於其容量，需要幾個小時才能減壓。這會導致高壓天然氣火災……幾乎無法撲滅。

事件時間軸

雖然由於倖存者有限，對事件時間軸存在爭議，但普遍接受的時間軸如下：

中午 12:00 - 下午 6:00： 冷凝泵 A 的安全閥被拆下以進行例行維護。維護在下午 6 點換班之前沒有完成，因此安全閥被簡單地用一個用手擰緊的臨時盲法蘭替換。在泵上提交了一份關於安全閥的工作許可證，上面寫著 A 泵未準備好執行。A 泵計劃進行為期 2 周的大修，但尚未開始。主管沒有直接收到關於臨時法蘭替換的通知。

晚上 9:45： 冷凝泵 B 由於水合物積聚而故障。冷凝泵的天然氣為鑽井平臺供電。天然氣流量損失意味著電力損失，以及代價高昂的停機。機組人員開始尋找 A 泵的工作許可證，但只能找到大修的工作許可證，因為安全閥工作許可證與閥門本身分開存放。盲法蘭位於其他裝置後面，使目視檢查泵變得困難。

晚上 9:55： 主工程師的指示是啟動 A 泵，因為機組人員不知道盲法蘭已經被更換。工程師找到了 A 泵未開始例行維護的工作許可證，並認為它可以執行。天然氣立即從拆除的安全閥位置開始洩漏，在機組人員做出反應之前就發生了爆炸。天然氣壓縮模組周圍的防火牆倒塌，損壞了控制室和無線電室。穿過防火牆的火勢點燃了最初爆炸時破裂的小型冷凝管道。塔坦和克萊莫爾沒有收到任何命令，並認為他們沒有權力停止向派珀阿爾法泵送原油。

晚上 10:04： 平臺工作人員撤離了控制室。平臺上燃起了油火。啟動了緊急生產停運，但來自連線的塔坦和克萊莫爾平臺的背壓為火勢提供了更多的原油。消防系統設定為手動啟動，位於控制室，無法使用。該消防系統在潛水員在水中時總是設定為手動啟動，這是一個不必要的步驟，因為進水口只有在潛水員靠近時才對他們構成威脅。機組人員無法滅火或控制災難，也沒有收到疏散命令。機組人員聚集在住宿甲板上，等待指示。

晚上 10:20：連線塔坦和派珀阿爾法的天然氣管道因石油大火而爆裂，每秒洩漏高達 33 噸天然氣，引發爆炸和高壓天然氣火災。克萊莫爾拒絕在沒有西方石油公司總部授權的情況下關閉。煙霧瀰漫在生活區。

晚上 10:30：專門建造的安全船“泰羅斯”號試圖協助派珀阿爾法。它的水炮被淹沒，需要 10 分鐘才能重新啟動，即使啟動後，它們也過於強大，無法在船員附近使用。它可伸縮的舷梯在 20 分鐘內僅伸展到派珀阿爾法距離的三分之一。由於風、煙霧和火焰，直升機救援無法進行。此時，平臺人員開始從 175 英尺高的平臺上跳下，直接違反了緊急程式。

晚上 10:50：來自 MCP-01 的天然氣管道爆裂，由於高溫，將“泰羅斯”號驅離平臺。塔坦和克萊莫爾停止生產。熱量極其強烈，以至於平臺甚至“泰羅斯”號的某些部分開始融化。

晚上 11:20：最後一條天然氣管道爆裂，大多數船員躲避的防火住宿區墜入海中。平臺的其餘部分繼續坍塌，直到 7 月 7 日凌晨 12:45 左右。當時剩下的唯一模組是油井模組。

關鍵故障

如果能避免某些關鍵故障，派珀阿爾法災難的嚴重程度本可以減輕。這些故障可以分為三個方面：設計、管理和程式。

設計故障

1. 模組之間的防火牆未升級為防爆瓦片： 當派珀阿爾法從石油生產平臺轉換為石油、天然氣和液化丙烷氣 (LPG) 平臺時，模組之間的防火屏障沒有升級。安裝的瓦片適合於原油火災，但並非旨在承受天然氣爆炸。當最初的爆炸發生在 C 模組時，瓦片像彈片一樣散落，對 B 和 D 模組造成了損壞。
2. 控制室位於天然氣壓縮模組旁邊： 控制室位於 C 模組旁邊，沒有適當的遮蔽，這意味著 C 模組的故障可能會對控制室造成損壞。這正是發生的情況，導致控制室無法使用。
3. 允許其他石油平臺的初級供應管道迴流： 當派珀阿爾法的供油管道出現故障時，它們會洩漏大量的原油和 LPG 到火中。派珀阿爾法本身無法阻止流體流動，而來自塔坦和克萊莫爾平臺的整個供應管道流量都為派珀阿爾法的火勢助長了燃料。
4. “泰羅斯”號救援船設計缺陷：
   • 疏散舷梯： 旨在延伸到派珀阿爾法平臺以供人員逃生的疏散舷梯未能按預期工作。這導致了近一個小時的延誤。
   • 消防泵問題： 當“泰羅斯”號上的工作人員最初試圖啟動消防系統時，泵被淹沒。經過十分鐘的努力，泵才重新啟動並能夠滅火。
   • 消防泵太強大，無法在人員附近使用： “泰羅斯”號上的消防泵太強大，無法在人員在派珀阿爾法平臺上時使用。如果使用泵，可能可以更好地控制火勢，但人員可能會受傷。

管理故障

1. 重大施工、維護和升級期間正常執行： 派珀阿爾法正在進行多項改進和維護專案，以及升級。如前所述，最初的計劃是停止生產，但平臺繼續執行。這導致了多個維護專案同時進行的混亂局面，導致盲法蘭盤被忽視。
2. 塔坦和克萊莫爾的油料供應直到過晚才被關閉： 即使在派珀阿爾法平臺發生火災後，附近塔坦和克萊莫爾平臺的石油生產仍在繼續生產石油和天然氣。平臺上的主管無法確定派珀阿爾法的損壞程度，也不認為自己有權關閉他們平臺的生產（停止生產極其昂貴）。
3. 儘管關於天然氣管道的安全報告，但它們從未得到加固或保護： 派珀阿爾法連線著許多 16 英寸和 18 英寸的管道，但這些管道的長度和直徑被認為承受著過高的壓力，需要數小時才能在緊急情況下減壓。這些壓力問題將使得在燃油泵送過程中不可能滅火。
4. 將平臺從石油平臺轉換為天然氣平臺時的安全鬆懈 - 請參見設計故障： 防火牆沒有升級為防爆牆，而且天然氣壓縮模組直接位於控制室旁邊。

程式性故障

1. 工程師疏忽未將 A 泵的狀態告知值班管理員： 首席工程師沒有告知管理員安全閥已從 A 泵中拆除。如果管理員瞭解 A 泵的狀態，他會知道該系統處於不可用狀態，並且不會在修復它之前嘗試啟動它。
2. 扁平金屬盤未正確擰緊，導致 LPG 洩漏並點燃： 旨在在拆除安全閥時密封系統的金屬法蘭是用手擰緊的。後來的調查表明，如果用工具正確擰緊，它就不會洩漏導致最初爆炸的丙烷。
3. “工作許可”系統很大程度上只是形式 - 沒有鎖定-掛牌程式： 確保安全的首要方法是紙質許可證系統。許可證按位置整理，因此很難確定系統的所有部分是否可操作。如果該系統被物理或透過軟體阻止啟動，則 A 泵就無法啟動，從而防止最初的天然氣洩漏。
4. 消防系統設定為手動： 派珀阿爾法的自動消防系統通常在潛水員在場時設定為手動，以防止系統啟動時潛水員被吸入進氣口。在其他平臺上，消防裝置僅在潛水員非常靠近進氣口時才設定為手動。由於它在發生火災時設定為手動，並且覆蓋開關位於損壞的控制室，因此它在災難中沒有用處。
5. 疏散協議失效： 災難期間，無線電和控制室無法使用或無法進入。警報沒有響起，提醒平臺人員疏散，也無法與周圍的船隻協調疏散。

討論

庫倫報告是對派珀阿爾法災難的公開調查，該報告對英國石油和天然氣行業的政策變化提出了 106 項建議。這些建議涵蓋了監管體系、預防和減災措施以及疏散、逃生和救援。所有 106 項建議均被行業和政府採納，包括正式安全評估系統，該系統涵蓋了海上平臺的整個生命週期，並賦予了運營平臺的公司的更多安全責任。

儘管該災難和庫倫報告對該行業產生了廣泛的影響，但“深水地平線”等災難表明，海上作業安全方面還有很多教訓需要吸取。與派珀阿爾法一樣，管理決策、程式和設計問題的結合導致了爆炸。儘管人員傷亡較少，但由此產生的漏油事件又是一場災難。

進一步的研究可以尋求瞭解這場災難對石油行業的影響有多大，考察由於吸取了這場災難的教訓而避免的政策變化和後來的災難。