刘建华，丛 军，李应群，崔伟珍，朱可尚，巴建彬 甘 璐

(中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司 ，山东 东营 257001)

资源与环境

埕岛海洋石油平台噪声综合治理研究

刘建华，丛 军，李应群，崔伟珍，朱可尚，巴建彬 甘 璐

(中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司 ，山东 东营 257001)

受空间大小限制，海洋石油平台的生活区无法远离生产区，受到生产设备噪声的持续影响。在测试储罐平台、生产平台、动力平台、和注水平台的关键设备噪声的基础上，本文对埕岛二号海洋石油平台总体建立声学模型，分析各平台对生活区的综合影响。分析表明，由于设备噪声频带较宽，声屏障对于高频带噪声的阻挡作用较为明显，但低频带噪声对于较远处生活区的影响改善不明显。据此，本文提出通过改善声屏障的安装参数，以综合降低生活区的噪声。

海洋平台；噪声；边界元；仿真；治理

1 研究背景

胜利油田海洋采油厂埕岛中心二号海洋石油平台是具有代表性的海洋石油平台。目前中心平台主要包含生活平台、生产平台、动力平台、储罐平台、注水平台共五个平台区域。平台上存在着大量的噪声设备，如：天然气压缩机、空气压缩机、大型注水泵、污水提升泵等。它们的噪声声级均达到90dB(A)以上，对长期值守的员工工作环境造成了较大影响；另外，生活区职工宿舍内的噪声值在40～55dB(A)之间，虽然噪声声级较低，但振动较大，对平台员工造成身心方面的较大危害[1-3]。

本文着重分析了海洋石油生产平台主要噪声源设备，通过测试环境工况噪声数据，分析各类工作机械设备、生活设备等噪声产生原因，制定了减噪方案措施，完成噪声治理施工方案[4-5]。在大量实验数据分析的基础上，采用Virtual Lab声学仿真计算软件对平台上大型动力机械振动、噪声源及传播进行了预测与理论分析，得出在噪声源周围声场分布规律，系统研究了影响噪声场的各个因素，进而得到行之有效的噪声控制方法，并形成了具有良好效果的隔声装置的设计方案。

2 常用噪声标准

国际海事组织(IMO)海上安全委员会(MSC)于2012年在伦敦召开的会议上正式通过了船上及工作平台噪声等级规则修订草案(DE56草案)，该草案于2014年7月1日生效并强制执行。与IMOA468(1981)草案相比，该草案对万吨级船舶的生活区和船员工作区提出了更严格的噪声限制标准，见表1。新修订的船舶噪声等级规则草案(DE56草案)对万吨级以上船舶医务室和住舱的噪声标准从60 dB下调至55dB，要求更髙，减振形势更加严峻[6]。新的《船上噪声等级规则》全部被海上人命安全公约(SOLAS)引用，而且DE56草案包含的标准和规范均需强制执行，船级社及其相关机构负责测量和监督，对不符合标准和规范的给予严厉处罚[7-8]。

表1 IMOA468(1981)与DE56(2012)噪声标准

3 各设备工况噪声测量与仿真

图1 埕岛中心二号平台平面布置图

埕岛中心二号平台上各区域划分如图1所示，本文把主要噪声源使用SolidWorks进行三维建模，在VirtualLab中进行边界元网格划分，对其附近声场仿真分析。根据仿真结果，声压分布规律与现场实测有较高相似度。在此基础上，建立平台总体分析，研究4台设备对生活区的噪声辐射规律,见图2～图5。

图2 天然气压缩机声学仿真模型及噪声实测数据

图3 外输泵声学仿真模型及噪声实测数据

图4 注水泵声学仿真模型及噪声实测数据

图5 污水提升泵声学仿真模型及噪声实测数据

4 平台设备噪声对生活区的综合影响

4.1 平台噪声声压分布总体仿真

图6 生活区左侧噪声功率

图7 生活区右侧噪声功率

生活区的噪声受距离较近的生产平台影响较为严重，且生活区左侧比右侧要大一些，最大分别为A点59.5dB和B点51dB，见图6～图7。按如下条件建立简化声学模型：储罐平台、生产平台、动力平台、和注水平台处分别设置一个点声源，解算其对生活区的影响。如图8所示，仿真结果分别为A点60、B点53.5dB，比较接近实际测量值。

图8 多点噪声源对生活区的影响

4.2 声屏障的安装及效果仿真

在此模型的基础上，为每一个点声源增设一个声屏障，其结构、大小、安装形式及参数如图9和表2所示。解算结果如图10所示，两处测量点的噪声功率降低为54、48dB。

图9 声屏障安装示意图

中心角/°半径/mm到设备中心的距离/mm天然气压缩机11555003000注水泵9030002000污水提升泵10020001000外输泵11535003000

图10 声屏障对于生活区的噪声消减效果

5 结论

本文结合实测数据以及噪声的基本理论，利用有限元+边界元的方法对单个设备的声压分布进行仿真分析，验证了声学仿真过程的合理性以及结果的正确性。进而研究了多噪声源耦合对平台的噪声分布影响规律。结果表明，通过合理设置声屏障，可使生活区的噪声声压级降低6～8dB(A)；并且，声屏障对于靠近屏障处的声压的削弱要优于较远处的区域。此结论对现场施工具有重要的指导意义

[1] 惠 宁，陈 欣，高 鹏.海洋平台生活楼的噪声分析[J].中国造船，2012，53(2)：524-519.

[2] 焦自权，孙勇敢，刘文静.基于统计能量方法的海洋平台噪声控制[J].2015，34(1)：131-134.

[3] 张艳春，惠 宁，沈志恒.海洋平台上噪声分析方法[J].2012，42(2)，171-174.

[4] 王会峰，沈志恒，辛 顺，等风机布置对海洋平台噪声的影响研究[J].2014，29(1)：7-12.

[5] 沈 江.压缩机组主辅设备振动与噪声抑制方法及海洋平台水下声发射检测机理研究[D].北京:北京化工大学,2014.

[6] 欧阳隆绪, 朴庆利, 陶津徽.海上固定平台噪声防控技术措施[J].安全与管理，2014,34(9)：125-129.

[7] Rama Krishna S, Rama Krishna A, Ramji K. Reduction of motor fan noise using CFD and CAA simulations[J].Applied Acoustics, 2 2011, 72(12):982-992 .

[8] Yasuda T, Wu C Q, Nakagawa N, et al. Predictions and experimental studies of the tail pipe noise of an automotive muffler using a one dimensional CFD model[J].Applied Acoustics, 2010, 71(8):701-707.

(本文文献格式：刘建华，丛 军，李应群，等.埕岛海洋石油平台噪声综合治理研究[J].山东化工，2017，46(04)：143-146.)

Study on Comprehensive Control of Offshore Oil Platform Noise

LiuJianhua,CongJun,LiYingqun,CuiWeizhen,ZhuKeshang,BaJianbin,GanLu

(China Petroleum Chemical Co Shengli Oilfield Branch， Dongying 257001,China)

Restricted by space, the living area can't be far away from the production area on the offshore oil platform, so continuously noise would affect people. In this paper, the noise of key equipment on the tank platform, production platform, dynamic platform, and water injection platform were tested. The overall acoustic model was established to analyze the comprehensive effect from production area to the living area. The results show that, due to the noise band is wide, the effect of sound barrier for high frequency band noise is obvious, but the effect for the low band noise isn't obvious. Therefore, through controlling the installation parameters, the comprehensive noise of living area can be effetely reduced.

offshore platform;noise;boundary element;simulation;control

2016-12-30

TE952 ; X707

A

1008-021X(2017)04-0143-04