-
国际浮式生产储油卸油船(
FPSO
)发展态势
:
FPSO
(
Floating
Production
Storage
and
Offloading
)
p>
浮式生产储油卸油船,
它兼有生产、
储油和
卸油功能,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。
韩国船企对
FPSO
建造具有较强规模
效应。
如现代重工专门建有
FPSO
海
洋项目生产厂,
已交付了
6
艘大型
p>
FPSO
;三星重工手中持有
5
艘大型
FPSO
订单;大宇造船海洋工程公司则<
/p>
是全球造船企业中建造海上油气勘探船最多的企业,
2005
p>
年承接海洋项目设备订单计划指
标是
17<
/p>
亿美元。据海事研究机构(
DW
)预计,
未来
5
年内
FPSO
< br>新增需求将会达到
84
座,
投资
额约为
210
亿美元。
FPSO
主要技术结构表:
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。
p>
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
< br>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
F
PSO
储存
的原油卸入穿梭
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
p>
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。
p>
配套系统:
在
FPSO
系统配置上,外输系统是其关键的配套系统。
FPSO
主要优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
,优势更为显著。而且目前很
< br>容易找到船龄不高,工况适宜的大型油船。
(
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
;
(
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。
FPS
O
技术发展趋势随着科技发展和海上作业难度加大,海洋油气开采工程装备正在向
大型化、自动化、专用化方面发展,同时国际海事组织
(IMO)
p>
对涉海船舶产品的安全、环保
等方面的要求也越来越严格,当前
p>
FPSO
设备的技术发展主要体现在以下五个方面:
(
1
)建造技术向模块化
发展,周期缩短
早期建造
FPSO
基本上都是在船体结构建成后,在甲板上安装各种生产设备、
主
电站和
热站等,建造一艘
FPSO
通常
需要
20
个月或更长时间。目前,
FP
SO
建造已开始采用了模块
化生产工艺,船体结构和上部设施可
以同时施工建造,使得
FPSO
建造周期可缩短至
10-14
个月。
(<
/p>
2
)定位系泊技术创新,动力配置加大
新一代
FPSO
装置的系泊多为转塔式
多点辐射状系泊,
有的还在艏艉配备多个侧向推进
器,发展了第
三代动力定位技术
(DPS-3)
。多点系泊采用锚链和钢缆相
组合,也有采用高防
腐蚀的高强度聚脂纤维和锚链相组合的方式;根据当前
FPSO
船体尺寸增大以及作业能力增
强的特点,新
建的
FPSO
也相应配备了强大的动力系统,并设计采用侧推螺
旋桨技术以提高
大尺寸船体在强风暴下的生存能力,确保正常航行时的快速性能。
(
3
)降低油耗
、循环利用
过去
FPSO
生产的原油主要靠穿梭油船外输,
油田中生产的天然气在不值得铺设海底
管
线的情况下,
只能将价值昂贵的天然气经分离处理后通过
p>
FPSO
的火炬将其烧掉;
现在,
FPSO
具有将天然气处理并转换成压缩天然气外输能力,
即将海上采集的天然气压缩后用罐装,
后
用船舶外输
,或管道输运。
(
4
)石油生产能力不断加强
2003
年据《
maritime
—
reporter
and
engineering
news
》杂志报道,新加坡远东利文
斯顿船
厂为挪威国家石油公司建造的”NORNE”号
FPSO
,
p>
原油日处理能力达到了
3.5
万立方
米
(
计
22
万桶
)
;
2005
p>
年,大宇接获了世界上规模最大的一艘
FPSO
船订单,造价
9.78
亿美
元,该
船可以储存石油
216
万桶,将在水深
1400
米的深海区作业。
(
p>
5
)
FPSO
新概
念船正在加速研发
为了解决环境污染问题,
提高
FPSO
系统的环保性能,
世界上出现了
LPGFPSO(
浮式液化
石油气生产储卸船
)
新概念船;如日本石川岛播磨重工正在
建造世界上第一艘
LPGFPSO
,一
家瑞士公司已和日本三井重工及石川岛播磨重工签订了该船单点系泊技术、
采购及建造服
务
合约。
另外,
近海油气工业界也在不
断进行探索,
试图把油气钻井设备并入
FPSO
,
变为
FDPSO
。
业内专家分析认为,随着世界各国石油需求量的快速增长,新一代
FPS
O
技术将不断涌现。
我国自主研发的
FPSO
FPSO
即
Float
Production Storage and Offloading
,中文是海上
浮式生产储油船。
FPSO
是对开采的石油进行油气分离、处理
含油污水、动力发电、供热、原油产品的储存和
运输,
集人员居
住与生产指挥系统于一体的综合性的大型海上石油生产基地。
与其他形式石
油生产平台相比,
FPSO
具有抗风浪能力强、
p>
适应水深范围广、
储
/
卸油能力大,
以及可转移、
重复使用的优点,广泛适合于远
离海岸的深海、浅海海域及边际油田的开发,目前,已成为
海上油气田开发的主流生产方
式。
FPSO
始于
20
世纪
70
年代中期。它具
有两个特点:一是体型庞大,船体一般从
5
~
< br>30
万吨,一艘
30
万吨的
p>
FPSO
甲板面积相当于
3
个足球场。二是功能较多,
FPSO
集合了各种
油田设施,对油气水实施分离处理和原油储存,故被称为
海上工厂
、
油田心脏
。
FPSO
主要由船体、负责油气生产处理的上部模块和水下单点系泊系统三部分组成,一般适用于
20
~
2000
米不同
水深和各种环境的海况,通过固定式单点或悬链式单点系泊系统固定在海
上,可随风、浪
和水流的作用进行
360
度全方位的自由旋转,规避风浪带来的
破坏力。
中国船舶工业集团公司第
708
研究所
(以下简称
708
所)
是我国进行
FPSO
设计的主要
单位,建造
FPSO
的
主要造船厂有上海外高桥造船有限公司,上海沪东船厂,上海江南造船
厂,大连新船重工
船厂等。目前,
FPSO
的自主化程度已经很高,压力容器、泵
类、吊机、
空压机、锅炉、应急
/
备用
发电机、污水处理设备、消防救生设备、高低压盘、电缆、普通
仪表、单点主体部分,已
经全部实现自主化,
主发电机、大型流量计、中央控制系统设备、
惰气发生器、单点关键部件等仍依靠进口
。
我国第一艘
FPSO-52000
吨
渤海友谊
号由
708
所设计、
上海外高桥造船有限公司建造,
于
***7
月完工并投入海上油田生产。上海
外高桥造船有限公司建造的
30
万吨级
FPSO
海洋
石油
117
号
,是我国承接吨位最大,造价最高,技术最新的<
/p>
FPSO
,造价
2.4
< br>亿美元,日加
工原油
19
万桶、
储油量
200
万桶。目前,我国已经成
为全球最大的
FPSO
制造与应用国,所
拥有的
FPSO
数量与总吨位均居世界首位。
Spar
平台(深水浮筒平台)
p>
Spar
平台(深水浮筒平台)属于顺应式平台的范畴,被广泛应用
于人类开发深海的事
业中,担负着钻探、生产、海上原油处理、石油储藏和装卸等各种工
作,成为当今世界深海
石油开采的有力工具。
1961
年,在北海海域建造的一座浮动式工具平台,主要用于海洋研
究工作。<
/p>
20
世纪
70
年代,
Royal
Dutch
Sh
ell
公司又在北海的中等水深中建造了一座
Brent
p>
Spar
平台,用作石油的储藏和装卸中心。不过,早期建造的
p>
Spar
平台结构与当前深海油气
开发使用
的
Spar
平台相比还是有区别的。一般来讲,现代
Spar
平台都具有以下几个特征
(如下图所示
):
Spar
平台示意图
1.
现代
Spar
< br>平台的主体是单圆柱结构,垂直悬浮于水中,特别适宜于深水作业,在
深水环境中
运动稳定、安全性良好。
Spar
平台主体可分为几个部分,有
的部分为全封闭式
结构,有的部分为开放式结构,但各部分的横截面都具有相同的直径。
由于主体吃水很深,
平台的垂荡和纵荡运动幅度很小,
使得
p>
Spar
平台能够安装刚性的垂直立管系统,
承担钻探、
生产和油气输出工作。
2.
Spar
平台的中心处开有中央
井,
中央井内装有独立的立管浮筒,
具有良好的灵活性。
生产立管上与平台上体的控井和生产处理设施相连,向下则一直延伸到海底油井。
Spar
平
台的油气产品有两种输出方式,它既可以
通过柔性输油管、
SCR
立管或顶紧张式立管将油气
产品直接输送到海底管道系统,也可以将石油储藏在
Spar
平台的主体中,然后用油轮将石
油向岸上运输。由于采用了缆索系泊系统固
定,使得
Spar
平台十分便于拖航和安装,在原
油田开发完后,
可以拆除系泊系统,
直接转移到下一
个工作地点继续使用,
特别适宜于在分
布面广、出油点较为分散
的海洋区域进行石油探采工作。
Spar
Platforms
Spar
Platforms,
moored
停泊
to
the
seabed
like
the
TLP,
but
whereas
the
TLP
has
vertical tension
tethers
范围
the Spar has more
conventional mooring lines. Spars
have
been designed in three configurati***: the
conventional
cylindrical
hull,
the
truss
spar
where
the
midsection
is
composed
of
truss
elements
connecting the
upper buoyant hull (called a hard tank) with the
bottom soft tank
containing permanent
ballast, and the
cell
spar
vertical cylinders. The
Spar may be more economical to build for small and
medium
sized rigs than the TLP, and has
more inherent stability than a TLP since it has
a large counterweight at the bottom and
does not depend on the mooring to hold it
upright.
It
also
has
the
ability,
by
use
of
chain-jacks
attached
to
the
mooring
lines,
to move horizontally
over the oil field.
The
first
Spar
was
Kerr-McGee's
Neptune,
which
is
a
floating
production
facility
anchored in 1,930
feet (588 m) in the Gulf of Mexico. Dominion Oil's
Devil's Tower
is
located
in
5,610
feet
(1,710
m)
of
water,
in
the
Gulf
of
Mexico,
and
is
the
world's
deepest spar. The
first (and only) cell spar is Kerr-McGee's Red
Hawk.
SPAR
Oil
and gas exploration in deep water has accelerated
the need of ocean
structures
suitable
for
these
depths.
A
spar
platform
is
such
a
compliant
floating
structure
used
for
deep
water
for
the
drilling,
production,
processing
and
storage
of ocean deposits.
The follows
gives a review
on the technical development of spar
platform, including the research on
dynamic resp***e, mooring system, fatigue and
coupled analysis and the design of
heave plate and strake configuration.
深海油气资源的大量开发加速了对适应深水环境的平台结构物的需求。
Spar
平台是一
种用于深海环油气开采、生产、处理加工和储存的海洋结构物。
下文介绍
Spar
平台的发展
趋势及其
关键技术的研究
,
包括平台动力响应、系泊系统、疲劳分析、耦
合分析以及垂荡板
和侧板的设计研究。
This paper presents a type of mini spar
platform in deep water, which can be
used
in
the
area
of
South
China
Sea.
A
detailed
study
of
the
motion
resp***e
is
carried
out
in
frequency
domain.
And
effect
of
water
depth
and
tendon
pretension
on
the
motion
resp***e has been analyzed. The
conclusion obtained from the paper is worthy of
reference to conception design of spar
platform in deep water.
以南海
S7
海域为背景
,
提出一种深水轻型单柱平台
(mini-
sparplatform)
,
并对其在
频域内的运动响应进行了详细的研究
,
还分析总结了水深
及系索预张力的变化对平台运动
性能的影响。所得结论对深水单柱平台的概念设计具有一
定的参考价值。
production
in
recent
2
decades.
Special
attention
is
paid
to
the
FPSO
(Floating
Production Storage Offloading),
TLP
(Tension Leg Platform),
Spar
Platform and
Floating Tower Platform
.
p>
21
世纪将更加重视深海石油的开发。本文回顾了近二十年来有关深
海石油开发装置的
发展
,
简要介绍单体浮式生产系统
(FPSO),
张力腿
平台
(TLP),
单柱平台
(Spar
及
Floating
Tower)<
/p>
的情况。随着科学技术的不断发展及深海石油开发经验的积累
,<
/p>
浮式生产系统将更趋
完善。
SPAR
平台的照片!
这是第一个由非
ABS
Class
的
spar,
在马来西亚,
technip
设计,
MSE
制造,
DnV
Classed.
好像叫
Keikh?
海洋采
油
SPRA
平台组件
SPAR
是
KMG
(科麦奇)的,世界上第一个
Truss Spar.
Truss
中间的横隔板可以起到
Damper
的作用,
能显著降低
Spar
的垂直方向的运动。
取消了大直径的圆筒也改善了整个
Spar
涡激震动(
VIV
,
< br>vortex induced vibration)
的特性。随后还出现了
cell
spar,
由多个小
圆桶连接在一起,
hydrodynamic
性能也有提高。
VIV
现在是
Spar
最头痛
的问题。上图中的
strake
就是用来降低
< br>VIV
的。
Truss
SPAR
SPAR
平台的设计图
SPAR
平台原理图
至今为止,
共出现了
3
种形式
的
SPAR
,
分别为:
Classic
Spar(
传统
< br>Spar)
、
Truss
Sp
ar
(桁架式
Spar
)、
Cell Spar
(多柱式
Spar
)。
< br>Spar
平台(深水浮筒平台)现场组装的图片
海洋钻井平台系统的组成
半潜式的系统,
总的来说,平台的系统有点和普通的船舶相似,它们是:
1
,压载系统
ballast
system
2
,消防系统,
fifi
system ,
包含
fire water system
, water mist system ,
delugesystem,
foam system,
co2 extinguishsystem,
water spray system
按照每个平台基本设计的不同,会有其
中的几个。
3
,舱底水系统,
bilge
system
4
,海水冷却系统,
sea
water cooling system
5
,淡水冷却系统
fresh
water cooling system
6
,燃油系统
fuel oil
system
7
,润滑油系统
lub oil system
8
,主机排烟系统
exhaust
system
9
,废油系统
,waste oil
and sludge system
10
,透气溢流系统
vent
and overflow system
11
,测深系统
souding
system
包含
manual
soundong
system
或者
remote
sounding
system
12
,启动空气系统
starting air system
13
,平台空气系统,
rig air
system
14
,仪表与控制空气系统
instrument air system
15
,饮用水系统,
potable
system
16
,生活水排放系统
sanitary discharege system
17
,生活水供给系统
sanitary supply system
18
,盐水系统
brine
system
19
,钻井水液系统,
drill
water system
20
,钻井基油系统,
base
oil system
21
,泥浆供给系统
mud
supply system
22
,高压泥浆排出系统
mud
discharge system
23
,泥浆处理系统
mud
process system
24
,泥浆真空系统
mud
vacuum system
25
,井口控制系统
subsea
control system
26
,分流器,高压管系系统
hp
manifold and diverter system
27
,灌井系统
trip tank
system
28
,除气系统
mud gas separator system
29
,测井系统
well test
system
30
,隔水套管张紧系统
riser
tensioner system
31
,液压系统
hydaulicoil system
32
,泥浆混合系统
mud
mixing system
-
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