浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置

1、浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置(FPSO)及其系泊系統(tǒng)二十一世紀(jì)是海洋世紀(jì)。開(kāi)發(fā)海洋已成為全球產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的重要標(biāo)志。海洋經(jīng)濟(jì)也成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的新增長(zhǎng)點(diǎn)。世界海上油氣開(kāi)發(fā)支出分析表明。全球在深水(深度超過(guò)500m)方面的資本支出將由2001年的56億美元，增至2005年的106億美元，主要用于深水平臺(tái)、浮式生產(chǎn)設(shè)施、水下生產(chǎn)系統(tǒng)及海底管道。預(yù)計(jì)未來(lái)5年。油氣田開(kāi)發(fā)將采用123個(gè)浮式生產(chǎn)系統(tǒng)?？傆?jì)達(dá)420億美元。主要分布在西非、拉美及亞洲。隨著海洋產(chǎn)業(yè)的高速

2、興起，海洋工程裝備成為世界主要造船企業(yè)新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。當(dāng)前用于海洋油氣鉆采的海洋工程裝備主要包括兩大類：海上浮動(dòng)鉆井平臺(tái)和海上浮式生產(chǎn)設(shè)施。浮式生產(chǎn)設(shè)施主要包括：半潛式生產(chǎn)平臺(tái)(SEMI)、張力腿生產(chǎn)平臺(tái)(TLP)、單圓柱生產(chǎn)平臺(tái)(SPAR)和浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油船(FPSO)。浮式生產(chǎn)設(shè)施發(fā)展于上世紀(jì)70年代中期。當(dāng)時(shí)全球僅有少量改裝而成的FPSO。隨著海洋油氣資源開(kāi)發(fā)逐漸從近海大陸架地區(qū)向深海轉(zhuǎn)移80年代起浮式生產(chǎn)設(shè)施開(kāi)始快速發(fā)展。全球浮式

3、生產(chǎn)設(shè)施從80年代初的l0座左右增加到90年代初的35座。2000年進(jìn)一步增加到約124座。2005年達(dá)到177座。在浮式生產(chǎn)裝置中。FPSO將是需求熱點(diǎn)。1997年初全球FPSO總量為36艘。到2006年底FPSO數(shù)量可達(dá)到119艘。IMA研究公司預(yù)測(cè)。未來(lái)五年浮式生產(chǎn)設(shè)施建造訂單中FPSO所占比例為70％左右。大致為70—80艘，其中改裝FPSO占大多數(shù)。二、浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置二、浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置(FPSO)(FPSO)的組成的組成浮

4、式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油系統(tǒng)是英文FloatingProductionStaglOffloadingSystem的直譯。有時(shí)簡(jiǎn)稱浮式生產(chǎn)系統(tǒng)。我國(guó)大多稱其為浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置。簡(jiǎn)稱FPSO。FPSO將采油平臺(tái)開(kāi)采的海底原油進(jìn)行油水氣處理后注入貨油艙臨時(shí)儲(chǔ)存。再由輸送油船運(yùn)走。是集海上油氣生產(chǎn)、儲(chǔ)存、外輸、生活、動(dòng)力于一體的長(zhǎng)期系泊于固定海域的浮式生產(chǎn)系統(tǒng)(圖1)。FPSO是一個(gè)技術(shù)密集的海上采油的重要設(shè)施。通過(guò)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)固定在海上?？呻S風(fēng)、浪、流的

5、作用進(jìn)行360度全方位自由旋轉(zhuǎn)，適用于深水油田開(kāi)發(fā)，作業(yè)水深可達(dá)2000米以上。FPSO是由上部模塊、船體和系泊系統(tǒng)三個(gè)部分組成，而實(shí)際上FPSO的組成與其功能密不可分：上部生產(chǎn)模塊一般在主甲板以上，相當(dāng)于一座陸上的生產(chǎn)廠，設(shè)置油氣生產(chǎn)和污水處理所需要的設(shè)備；船體儲(chǔ)油艙室在主甲板以下的艙室除壓載水艙、燃油艙、淡水艙、機(jī)泵艙和部分與生產(chǎn)模塊相關(guān)的工藝艙室外，很大部分艙室用來(lái)儲(chǔ)存經(jīng)處理的合格原油；系泊系統(tǒng)將FPSO的船體與海底連接，調(diào)節(jié)在風(fēng)

6、、浪、流作用在熱帶風(fēng)暴易發(fā)海域，風(fēng)暴來(lái)臨之前，所有船員應(yīng)撤離工作地點(diǎn)。因此轉(zhuǎn)塔應(yīng)該固定在船艏或其附近處，此時(shí)不需要推進(jìn)器的協(xié)助船體就可隨著外力自行轉(zhuǎn)動(dòng)，這就大大地增強(qiáng)了系泊系統(tǒng)的可靠性。在轉(zhuǎn)塔附近，沿著錨鏈引入潛水式浮筒，可以有效地減小因搖艏而引起的錨鏈動(dòng)張力。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)等分布的系泊模式用于基于半潛式的可移動(dòng)鉆井船(MODU)上，因?yàn)榘霛撌酱w在任何方向所受的環(huán)境載荷都基本相同。所以也就沒(méi)有必要讓半潛式船體轉(zhuǎn)到受力最小的方向上。另外，

7、在MODU上只有一個(gè)鉆井立管，很少與錨鏈布置發(fā)生沖突。FPSO上可以通過(guò)轉(zhuǎn)塔裝有很多立管，錨鏈和立管的數(shù)量受到轉(zhuǎn)塔大小的限制，錨鏈的布置可能和立管產(chǎn)生沖突，為了減少這種沖突，通常采用分組系泊模式(圖3)。另一種是對(duì)等分布系泊模式(圖4)。二者相比，單鏈最大受損情況下，分組系泊模式錨鏈的最大張力要小20％左右，最大偏移量要小5％左右。因此，分組系泊模式提供了更好的錨鏈張力余量，即在錨鏈張力上有更高安全系數(shù)，以防止系泊系統(tǒng)發(fā)生故障。3、FP

8、SOFPSO錨鏈結(jié)構(gòu)錨鏈結(jié)構(gòu)錨鏈通常是由鏈和繩索構(gòu)成的，考慮到不同的設(shè)計(jì)要求，有時(shí)需要引入潛水式浮筒或浮塊，以減小自身重力的影響。在水深不超過(guò)100m的淺水中，全部錨鏈都可以使用上。為了節(jié)約成本，對(duì)于長(zhǎng)期固定的錨鏈系統(tǒng)，接地的部分可以用較輕的金屬繩索替代。在深水中(水深超過(guò)300m)，錨鏈中的懸浮部分通常是由金屬繩索構(gòu)成的(圖5)，以增加剛度。減小錨鏈的最大張力。在極度深水區(qū)域(水深超過(guò)2000m)，即使是常規(guī)的鏈—索混合式的錨鏈也顯得