최근 수정 시각 : 2024-07-18 18:49:55

딥워터 호라이즌 폭발 사고 조사 보고서

주의. 사건·사고 관련 내용을 설명합니다.

사건 사고 관련 서술 규정을 유의하시기 바랍니다.

1. 개요2. 조사과정3. Macondo well4. 사고 진행 과정5. 딥워터 호라이즌 사고 분석 개요6. 딥워터 호라이즌 폭발 사고 분석

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딥워터 호라이즌 폭발 사고에 관해 BP 사가 직접 제출한 사고 조사 보고서의 내용을 번역한 문서이다.

출처

1인 편집중에다가 사고 조사서답게 내용이 많고 전문적이다 보니 편집이 오래 걸리거나 번역이 매끄럽지 않을 수 있습니다. 이 점 양해 부탁드립니다.

1. 개요

2010년 4월 20일 저녁, 유정 제어 실패로 인해 탄화수소가 Macondo 유정에서 트랜스오션의 딥워터 호라이즌으로 빠져나가 장비에 폭발과 화재가 발생했습니다. 11명이 목숨을 잃었고, 17명이 부상을 입었습니다. 유정에서 나온 탄화수소에 의해 발생한 화재는 시추선이 침몰할 때까지 36시간 동안 계속되었습니다. 탄화수소는 87일 동안 유정과 분출 방지 장치(BOP)를 통해 계속 흘러나와 국가적으로 중요한 유출을 일으켰습니다.

BP Exploration & Production Inc(이하 BP)는 Macondo 유정이 포함된 미시시피 해저협곡 블럭 252의 임대 운영업체였습니다. BP는 사고와 관련된 사실을 수집하고, 이용 가능한 정보를 분석하여 가능한 원인을 파악하고, 향후 유사한 사고를 예방할 수 있도록 권장 사항을 제시하는 조사팀을 구성했습니다.

BP 조사팀은 사고 직후부터 다른 BP 유출 대응 활동 및 조직과 독립적으로 작업을 시작했습니다. 물리적 증거가 부족하고 잠재적으로 관련이 있는 증인에 대한 접근이 제한되어 정보 수집 능력이 제한되었습니다. 팀은 장비의 일부 실시간 데이터, Macondo 유정 개발 및 건설의 다양한 측면에 대한 문서, 증인 인터뷰 및 공청회 증언을 찾을 수 있었습니다. 그리하여 팀은 트랜스오션, Halliburton 및 Cameron을 포함한 다른 회사에서 제공한 정보들 사용했습니다. 조사 과정에서 팀에는 안전팀, 운영 담당자, 해저 시추, 유정 제어 관련자, 원유 흐름 계산인, BOP 시스템 및 프로세스 위험 분석 등 다양한 분야의 50명 이상의 내부 및 외부 전문가가 참여했습니다.

이 보고서는 사건에 대한 분석, 사건의 원인과 관련된 8가지 주요 조사 결과 및 유사한 사고를 예방할 수 있는 권장사항을 제시합니다. 조사팀은 사고와 관련된 다른 회사의 조사와 별도로 업무를 수행했으며, 다른 회사나 조사팀과 함께 분석, 결론, 권고 사항을 검토하지 않았습니다. 또한 이 보고서가 작성될 당시 미국 해안경비대와 해양에너지관리국, 대통령 국가위원회 등이 나와 개별 조사도 진행 중이었습니다. 이 사고에 대한 정보는 시간이 지남에 따라 계속 발전할 것이지만, 이 보고서의 내용으로 같은 유형의 사고 재발을 방지할 수 있습니다.

2010년 4월 20일 발생한 사고에는 유정 설비 내 결성 문제가 발생했고, 이어서 유정의 유압 제어 기능이 상실되었습니다. 그 후 시추 비상정지장치가 유정의 흐름을 제어하지 못하여 탄화수소가 방출되고 점화되었습니다. 결국 비상 정지 기능은 초기 폭발 이후 유정을 밀봉하는 데 실패했습니다.[1]

조사 과정에서 팀은 결함 분석 프로그램을 사용하여 다양한 시나리오, 실패 및 가능한 기여 요인을 정의하고 고려했습니다.

-BP
조사 결과 요약
사고 원인과 관련된 8가지 핵심 조사 결과가 나왔습니다. 이러한 결과는 아래에 간략하게 설명되어 있습니다.

1- 원형 시멘트 장벽은 탄화수소를 격리하지 않았습니다. 사고 전날, 시멘트는 저장소에서 유정으로 유입되는 탄화수소를 방지하기 위해 생산 케이싱 아래 유정 보어[2]로 펌핑되었습니다. 주요 구역을 가로질러 배치된 원형 시멘트는 가벼운 시멘트 슬러시 상태였습니다. 이 환형 시멘트는 아마도 질소 이탈과 이동으로 인해 탄화수소가 유정으로 유입될 수 있습니다.[번역중] 조사팀은 시멘트 설계 및 테스트, 품질 보증 및 위험 평가에 약점이 있다고 결론지었습니다.


2- 신발 트랙 장벽은 탄화수소를 격리하지 않았습니다. 유정 고리에 들어간 탄화수소는 유정을 통과하여 케이싱 바닥에 설치된 슈 트랙을 통해 9 7/8인치 x 7인치 생산 케이싱으로 들어갔습니다. 유동은 케이싱 환형이 아닌 케이싱 안으로 들어갔습니다. 이러한 일이 발생하려면 신발 트랙의 두 장벽 모두 탄화수소가 생산 케이스로 유입되는 것을 방지하지 못했어야 합니다. 첫 번째 장벽은 신발 트랙의 시멘트였고, 두 번째 장벽은 유체가 케이싱으로 유입되는 것을 방지하도록 설계된 신발 트랙 상단의 장치인 플로트 칼라였습니다. 조사팀은 탄화수소 유입이 생산 케이싱 자체의 고장이나 유정 환형 및 케이싱 행거 씰 어셈블리를 통한 것이 아니라 슈 트랙을 통해 유입되었다고 결론지었습니다. 조사팀은 신발 트랙 시멘트와 플로트 칼라가 어떻게 탄화수소가 생산 케이스에 유입되도록 하는지 설명할 수 있는 잠재적인 고장 모드를 식별했습니다.[번역중]



3- 유정 무결성 검사가 확실히 실시되지 않았음에도 불구하고 음압 테스트가 승인되었습니다. 유정을 일시적으로 정지하기 전에 기계적 장벽(신발 트랙, 생산 케이싱 및 케이싱 행거 씰 어셈블리)의[번역중] 무결성을 확인하기 위해 음압 테스트를 실시했습니다. 테스트 내용에는 무거운 시추용 진흙[6]을 더 가벼운 바닷물로 교체하여 유정을 균형이 맞지 않는 상태로 통제되는 위치에 두는 것이 포함되었습니다. 돌이켜보면, 음압 테스트 당시의 압력 판독값과 출혈량은 저장소와의 흐름 경로 통신을 나타냈으며, 이는 이러한 장벽의 무결성 검사가 달성되지 않았음을 의미합니다.[번역중] 트랜스오션 굴착 장비 관련 직원과 BP사 현장 리더는 테스트가 성공적이었고 유정 안전성이 확립되었다는 잘못된 견해에 도달했습니다.


4- 탄화수소가 상승관에 있을 때까지 유입이 인식되지 않았습니다. 음압 테스트가 승인되자 유정은 균형이 잡히지 않은 상태로 돌아가서 유정으로 더 이상 진흙이 유입되는 것을 방지했습니다. 나중에 유정을 일시적으로 정지하기 위한 정상적인 작업의 일환으로 무거운 시추 진흙이 바닷물로 대체되어 유정의 균형이 무너졌습니다. 시간이 지남에 따라 이로 인해 탄화수소가 생산 케이싱을 통해 위로 흐르고 안전장치를 통과했습니다. 드릴 파이프 압력의 증가에 따른 경고 표시는 장비 승무원이 유정을 제어하기 위한 조치를 취하기 약 40분 전부터 실시간 데이터에서 식별할 수 있습니다. 장비 승무원의 첫 번째 명백한 유정 제어 조치 실수는 탄화수소가 표면으로 빠르게 유입된 후에 발생했습니다. 장비 승무원은 탄화수소 유입 경고를 인식하지 못했고 탄화수소가 안전장치를 통과하여 상승관으로 들어갈 때까지 유정을 제어하는 ​​조치를 취하지 않았습니다.

5- 유정 제어 불가 시 대응 조치가 유정 제어권을 회복하지 못했습니다. 첫 번째 유정 제어 조치는 비상 차단기와 흐름 전환기를 닫고 라이저에서 나가는 유체를 선외 분류 가감기 라인이 아닌 딥워터 호라이즌 진흙/가스 분리기(MGS) 시스템으로 보내는 것이었습니다. 유체가 진흙/가스 분리기가 아니라 배 밖으로 전환된 경우 대응할 시간이 더 많았을 수 있으며 사고의 결과가 줄어들 수 있었습니다.

6- 진흙/가스 분리기로의 방향 전환으로 인해 가스가 장비로 배출되었습니다. 일단 흐름이 MGS로 전환된 후 탄화수소는 MGS에서 나오는 12인치 통풍구를 통해 장비로 직접 배출되었으며, 다른 유체 라인도 가스를 장비로 유도했습니다. 이로 인해 가스가 점화원에 도달할 가능성이 높아졌습니다. MGS 시스템의 설계는 유정의 유량이 높은 조건에도 불구하고 라이저 내용물을 MGS 용기로 전환할 수 있도록 허용했습니다. 이는 MGS 시스템을 압도했습니다.[번역중]

7- 가스, 화재 방지 시스템은 탄화수소 발화를 방지하지 못했습니다. 탄화수소는 발화성 물질이 들어올 시 화재 발생 가능성이 높은 지역으로 분류된 선내 지역을 넘어 이동했습니다. 난방, 환기 및 공조 시스템으로 인해 가스가 풍부한 혼합물이 엔진실로 일부 유입되어 적어도 하나의 엔진이 과출력 상태가 되어 점화원이 발생했을 수 있습니다.

8- BOP 비상 모드가 유전을 밀봉하지 않았습니다. 비상 상황에서 BOP는 다음 3가지 이유로 유정을 완전 밀봉하는 데 실패했습니다.

•폭발과 화재를 이유로 시추공을 밀봉하고 유정에서 해양 고정기를 분리하도록 설계된, 장비 담당자가 사용할 수 있는 주요 비상 방법인 비상 분리장치가 ​​비활성화되었을 가능성이 높습니다.

* BOP의 노란색 및 파란색 제어 포드에 있는 중요 구성 요소의 상태로 인해 유정 제어의 또 다른 비상 방법인 자동 처리 기능(AMF)이 활성화되지 않았을 가능성이 높습니다. 이 기능은 유압 손실 시 장비 담당자의 개입 없이 유정을 밀봉하도록 설계되었습니다. 장비에서 BOP 제어 포드로 압력, 전력 및 통신을 제공합니다. 사고 후 BOP 제어 포드를 조사한 결과 노란색 제어 포드의 중요한 솔레노이드 밸브에 결함이 있었고 파란색 제어 포드 AMF 배터리의 충전량이 충분하지 않은 것으로 나타났습니다. 이러한 결함은 사고 당시 존재했을 가능성이 높습니다.[번역수정중]
•BOP를 작동하는 또 다른 비상 방법인 자동 차단 기능을시작하기 위해 원격으로 작동되는 개입으로 인해 폭발 후 33시간 후에 BOP의 흐름 차단기(BSR)가 폐쇄되었을 가능성이 있지만 BSR은 유정을 밀봉하지 못했습니다.

조사팀은 장비 감사 결과 및 유지 관리 기록을 검토하여 BOP의 테스트 체제 및 유지 관리 시스템에 잠재적인 약점이 있다는 징후를 발견했습니다.

팀은 이번 사고의 원인이 된 어떠한 단일 행동이나 무활동도 확인하지 못했습니다. 오히려 복잡하고 상호 연결된 일련의 기계적 고장, 인간의 판단 실수, 엔지니어링 설계, 운영 구현 및 팀 인터페이스가 함께 모여 사고의 시작과 확대를 허용했습니다. 시간이 지남에 따라 여러 회사, 작업 팀 및 상황이 관련되었습니다.

2. 조사과정

3. Macondo well


파일:미시시피 수중협곡 252.jpg
Mississippi canyon block 252의 위치

유전 임대 및 허가과정
2008년 3월 19일, BP는 MMS[10] 206회차 임대 계약에서 멕시코 중부만[11]의 미시시피 수중협곡 Block 252에 대한 임대권을 획득했습니다. 그 후 2008년 6월 1일에 10년 임대 계약이 시작되었습니다. BP(65%), Anadarko Petroleum(25%) 및 MOEX Offshore(10%)가 서로 지분을 공유하고, BP가 운영자로[정확하지않은의미] 활동합니다. 이 Macondo 유정은 미시시피 협곡 Block 252에 위치해 있습니다.

4. 사고 진행 과정

5. 딥워터 호라이즌 사고 분석 개요

6. 딥워터 호라이즌 폭발 사고 분석












[1] 이 비상 정지 기능이 뭐나면, 시추 중인 파이프를 끊어 시추를 강제 중단시키는 것이다.[2] Wellbore, 시추 시 발생하는 이물질을 빼내기 위해 마련된 통로[번역중] [번역중] [번역중] [6] 유정에 주입해 석유를 밀어내게 하여 석유를 더 시추하는 용도, 유정을 파는 용도 등의 여러 사용처가 있는 은근히 중요한 흙이다.[번역중] [번역중] [번역수정중] [10] Minerals Management Service[11] Gulf of Mexico[정확하지않은의미] Lease operator, 주로 영미권 석유가스계 산업에서 쓰이는 용어