FPSO与单点系泊系统专题

FPSOChinaUniversityOfPetroleum,BeijingFPSO与单点系泊系统专题2010.4FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing主主要要内内容容¾¾一、一、FPSOFPSO简介简介¾¾二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点¾¾三、三、FPSOFPSO模块化组装实例模块化组装实例¾¾四、四、FPSOFPSO发展现状与未来展望发展现状与未来展望¾¾五、五、FPSOFPSO单点系泊系统简介单点系泊系统简介¾¾六、六、FPSOFPSO与单点系泊系统解脱和回接实例与单点系泊系统解脱和回接实例FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing一、一、FPSOFPSO简简介介FPSO是英文FloatingProductionStorage&Offloading的缩写，中文翻译：浮式生产储存卸货装置。它集生产处理、储存外输及生活、动力供应于一体，油气生产装置系统复杂程度和价格远远高出同吨位油船，FPSO装置作为海洋油气开发系统的组成部分，一般与水下采油装置和穿梭油船组成一套完整的生产系统，是目前海洋工程船舶中的高技术产品。同时它还具有高投资、高风险、高回报的海洋工程特点。FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing一、一、FPSOFPSO简简介介FPSO作业原理通过海底输油管线接受从海底油井中采出的原油，并在船上进行处理，然后储存在货油舱内，最后通过卸载系统输往穿梭油轮。FPSO俨然一座“海上油气加工厂”把来自油井的油气水等混合液经过加工处理成合格的原油或天然气，成品原油储存在货油舱，到一定储量时经过外输系统输送到穿梭油轮。FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing一、一、FPSOFPSO简简介介FPSO主要功能z兼有生产和储油的作用，是一座海上油气加工厂，具有小至几千立方米，大到几百万立方米的油气处理能力。z是一座储油轮，目前世界上正在服役的FPSO，其储油能力已超过35万吨。z适应能力强，可在20-1000m水深范围内工作。z可省去外输海底管道，用穿梭油轮将商品油运往外地。z设计重现期高（100年），抗风浪能力强，可长期系泊、连续工作。z与“固定式导管架平台+海底管道”方案相比，具有投资省、见效快、可重复使用、风险小等特点，特别适用于远离海岸的中、深海及边际油田的开发。有人将FPSO列为近10年来海上油气开发的主流方式，称之为海工装备中最耀眼的“明星”。FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing一、一、FPSOFPSO简简介介FPSO优势与特点随着海洋油气开发、生产向深海不断进入，FPSO与其它海洋钻井平台相比，优势明显，主要表现在以下四个方面：（1）生产系统投产快，投资低，若采用油船改装成FPSO，优势更为显着。而且目前很容易找到船龄不高，工况适宜大型油船。（2）甲板面积宽阔，承重能力与抗风浪环境能力强，便于生产设备布置；SPAR深水浮筒平台TLG张力腿平台FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing一、一、FPSOFPSO简简介介（3）储油能力大，船上原油可定期、安全、快速地通过卸油装置卸入穿梭油船中运输到岸上，穿梭油船不仅可与FPSO串联，也可傍靠FPSO系泊。最新FPSO还具备了海上天然气分离压缩罐装能力，提高了油田作业的经济性。（4）应用灵活，移动方便，其海上自航能力是其它海洋平台系统所不具备的，因此，FPSO可根据作业需要和实际情况迅速转换工作海域和回厂检修。FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing一、一、FPSOFPSO简简介介FPSO生产系统FPSO夜景FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点FPSO生产工艺系统生产工艺系统船体系统系泊系统卸油系统原油处理系统含油污水处理系统火炬塔系统火炬塔系统电力系统公用系统公用系统直升机救生、消防监控系统通信系统储油系统船体系统运动性能总布局钢结构电站系统电网系统FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点FPSO内部FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点FPSO主要技术结构FPSO主要结构功能系泊系统主要将FPSO系泊于作业油田。FPSO在海域作业时系泊系统多采用一个或多个锚点、一根或多根立管、一个浮式或固定式浮筒、一座转塔或骨架。FPSO系泊方式有永久系泊和可解脱式系泊两种船体部分既可以按特定要求新建，也可以用油轮或驳船改装生产设备主要是采油和储油设备，以及油、气、水分离设备等卸载系统包括卷缆绞车、软管卷车等，用于连接和固定穿梭油轮，并将FPSO储存的原油卸人穿梭油轮。其作业原理是通过海底输油管线把从海底开采出的原油传输到FPSO的船上进行处理，然后将处理后的原油储存在货油舱内，最后通过卸载系统输往穿梭油轮配套系统在FPSO系统配置上，外输系统是其关键的配套系统FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点FPSO典型结构布置FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点韩国FPSO结构布置船尾卸油区燃烧塔电力系统生活、直升机区回转塔区回转塔区注水区生产/水/乙二醇区分离LP压缩区分离HP压缩区FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点FPSO海上作业FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点1、海底系统海底系统由基座、水下卧式采油树、海底管汇、液压井控、立管等组成。以陆丰22-1油田为例，海底井口布置成紧凑的扇型，长宽各9m，各井口的原油通过各自的采油树汇集到中心管汇中，然后由两条177.8mm(7in)的海底生产管道输送到储油轮上。设计中未考虑修井功能，但设置了水下泥线增压泵和ROV水下机器人，增压泵的排量为25000桶/d，由400kW的马达带动，增压泵的电缆有3种不同的功能（供电、信号传输、补压），电缆（10000v，246A）可以进行湿式接头作业。FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点井控所需的各种信号以及中控室对电、液、阀等各种指令通过海底电缆传送。有人把海底井口系统称为具有高技术含量、富有挑战的环节之一。陆丰22-1井口底盘，由挪威KOS海洋工程公司与FMC井口设备制造公司共同研制，中心模块重300kN。中心模块和中心管汇在海上安装共用了331h。陆丰22-1井口底盘FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点穿梭运输油轮中央控制线天然气出口管线出油管线电控线管汇采油树海底系统FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点2、船体系统FPSO外形类似油轮，但复杂程度远高于油轮。其一，船体在风、浪、流、潮作用下，能够长期被约束在一定范围内，所受的外载荷比普通油轮复杂得多，结构局部强度要做特殊设计。其二，作为载体，其上面包容着动力模块、生产模块、储油模块、消防模块、生活模块等，在布局和分隔上更加讲究，安全性问题要作重点考虑。在设计时除了要达到《船舶建造入级规范》、《移动式海上平台入级建造规范》、《浮式生产系统入级建造规范》等通用性规范外，还要顾及到国际海事组织（IMO）的MARPOL和SOLAS公约等一些行业技术标准（共38种标准），安全、救生、环保等要求高。其三，FPSO的业主一般要求长期系泊在海上，进行不间断生产，因此设计风险等级高（100年一遇的重现期），防腐等耐久性措施要求严，一般能做到20年或更长时间不进坞维修。FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点FPSO船体模块化吊装FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点3、油气处理系统FPSO的油气处理系统与陆上油气处理系统大体相同，包括油、气、水分离系统、计量系统、污水处理系统和火炬燃烧系统等。所不同的是FPSO油气处理系统总体布局更加紧凑，安全规定更加严格；工艺流程在确保顺畅的同时，重要模块的布局要顺应船体运动要求并留足维修空间；具有比陆上集成化更高、配置更完备的自动化控制系统。在油气处理设备的选择上力求高效、紧凑。如在流花油田的FPSO上采用了电脱盐/脱水合二为一的技术装备，在一个罐内可同时完成脱盐/脱水，日处理液量可达4.77×10^4m3。FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点FPSO油气处理系统FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点4、储油与外输系统储油和外输是FPSO的另一重要功能。设计储油能力一般依据油田产油量、不良天气周期、水深条件等因素确定，以使储油和外输相协调，达到最佳经济指标。在外输形式上分为漂浮式软管外输、卷筒式外输、滑道式外输等。FPSO储油罐FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点纵向卷筒式外输系统FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点FPSO总体布局原则A、安全可靠，符合规范。总体布置必须满足规范对防火、防爆、逃生等要求，使生活、指挥、消防设备、应急电站、救生设备、直升飞机平台等（安全区）与油气处理区（危险区）尽量远离。对无自航能力的FPSO，其安全区模块一般布置在船艏。B、大容积设备靠近中轴线布置。甲板上部的生产设备根据功能不同，常按模块划分，每个模块之间都设有通道。由于波浪作用在船体上发生横摇的几率比纵摇大的多，而横摇会使船体产生巨大的扭曲应力，该应力的集中部位正是通道。因此，在模块布局上尽量将大容积设备如斜板隔油器、分离器等靠近中轴线布置，以减少船体摇摆产生的扭曲应力。FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing二、二、FPSOFPSO组成与技术特点组成与技术特点C、方便生产操作和设备维修。设计主甲板和生产甲板之间的距离时，要考虑到最大设备的高度、高架管线的高度和维修操作的高度，一般选择3m以上。危险区与非危险区两模块的间距不小与3m。非危险区的通道宽度不小于2m。设在甲板上的吊机一般布置在左右两舷，前后错位布置，使吊机能够覆盖绝大部分生产甲板。吊机左右两舷错位布置FPSOChinaUniversityOfPetroleum,Beijing三、三、FPSOFPSO模块化组装实例模块化组装实例海洋石油117（蓬勃号）组装全过程海洋石油117号是我国第一艘完全自主设计并建造的30万吨级海上浮式生产储油轮(FPSO)，这是国内迄今为止建造的吨位最大、造价最高、技术最新的FPSO建造项目，是全球最大的FPSO之一，同时具有全球最大的上部模块系统。标志着我国在FPSO领域的设计与建造已居世界先进行列。该船船体为双底双