FPSO系泊系统载荷计算与分析——基于南海“奋进号”FPSO运动特性实船测量结果

通过实船测量获得了"天鹅"和"彩虹"台风过境过程中南海"奋进号"FPSO运动响应数据。根据实船测量数据,对业界普遍采用的FPSO水动力性能分析数值模型进行了修正。利用修正后的模型,将实船测量获得的船体运动响应数据作为输入项,采用非耦合数值分析技术对南海"奋进号"FPSO系泊系统在实际海况下的载荷进行了计算,并对其在恶劣海况下的定位能力进行了评估。

FPSO运动实测数据统计研究--“南海奋进号”FPSO实船测量研究Ⅰ

由于海洋平台现场实测受到种种客观和主观因素的制约,国内外相关研究很少。"南海奋进号"FPSO开展了长达25个月的实测试验,测量了FPSO六个自由度的运动。对该FPSO在2008年和2009年的运动数据进行统计分析,总结了"南海奋进号"FPSO在这两年不同季节中的运动规律,弥补了中国在海洋工程浮式结构物的运动及载荷实地测量技术方面的空白。

“南海奋进”号:FPSO的新里程碑

2002年7月7日,随着"南海奋进"号FPSO成功地用于南海珠江口西部海域的文昌油田,中国海洋石油总公司宣布,文昌油田正式投入商业生产。作为海洋开发项目的关键设施,"南海奋进"号采用了世界上最先进的船舶深海停泊技术,即使在强台风等恶劣环境中也能保持岿然不动、安全作业。她的成功建造,无论对我国海洋石油工业,还是造船业,都是一座里程碑。作为我国FPSO发展历程的见证人,我国FPSO的主要开拓者赵耕贤研究员,向记者讲述了我国第一艘抗台风型"南海奋进"号FPSO当时研制的历程。

中国南海深水环境FPSO波浪砰击荷载研究

波浪砰击荷载是船体结构设计的关键要素之一,当前中国在FPSO结构设计方面仍需依赖国外规范,缺乏适用于中国南海深水环境条件的大型船体波浪砰击荷载设计依据。选取中国南海海域实测海洋环境参数,基于光滑粒子法建立了波浪-浮体全耦合数值分析模型,对不同波浪遭遇周期条件下FPSO受到的波浪砰击荷载进行研究,并将数值分析结果与常用规范计算结果进行对比。结果表明,同一波浪周期下,船体所受到的波浪砰击荷载最大值出现在水面线附近且位于船体中线,船体侧面与正面的波浪荷载峰值差别主要在水面线以上较高区域,水面线以上较低区域差值较小;不同规模波浪遭遇周期下,船体所受到的波浪砰击荷载变化规律基本一致,波浪砰击峰值荷载的增加幅度远比波高增加幅度要小。采用DNV和ABS规范计算的砰击荷载值约为本文模拟值的3倍,规范相关系数取值过于保守。因此,当以DNV规范作为设计标准时,中国南海深水环境中大型船体的波浪砰击荷载系数建议取值7~8;当采用ABS规范作为设计标准时,波高安全系数β建议取值0.6~0.7。研究结果可为南海深水环境FPSO波浪砰击荷载安全系数取值提供参考。

奋进号平台460m作业水深定位分析

南海海域自然环境恶劣,一旦动力定位钻井平台偏离设定范围,将会对钻井平台和隔水管系统造成一定的损坏,经济损失惨重。目前奋进号平台针对1500m以上深水钻井作业进行了较为成熟的定位分析,但针对特定天气条件下460m作业水深还未开展详细的WSOG分析,作业安全面临严峻挑战。文章结合南海东部气象条件和奋进号平台自身特点,建立了奋进号平台漂移数学模型,计算得到针对南海东部不同天气情况,在作业水深460m时,最终POD为距离井口中心64.6m,确定红圈为22m,黄圈为13m,绿圈为8m,平台可以控制船位在红圈范围以内,保障作业安全。最终形成一套奋进号平台南海东部460m作业水深定位分析方法和保障措施,为奋进号平台在南海东部460m水深的安全作业提供理论指导和技术支持。

南海深水FPSO单点系泊系统设计关键技术研究

从我国南海环境条件出发,确定了适合深水FPSO的系泊系统方案和锚桩基础形式,基于流花油田群的物流输送、供电、控制需求,提出了符合油田和海域实际的转塔结构技术思路,设计了复杂的管缆系统,并开展了系泊系统和立管系统的干涉影响分析。研究表明,在南海400 m左右的水深,聚酯缆系泊系统在经济性上并无明显的优势,且可能带来更复杂的操作维护,选择水中钢缆方案对于400 m左右水深更为经济;吸力锚是可以较好适应南海深水区域的锚基础形式,应逐步积累并完全掌握深水吸力锚设计和海上安装技术能力;深水与常规浅水的立管设计有很大不同,表现在构型复杂、潜在干涉问题较为突出,须予以重点关注;南海深水单点系泊系统的上部结构更为复杂,且对单点系泊系统投资具有决定作用,如何选择适宜的单点系泊系统,需要逐步完善技术储备。本文研究成果对于我国南海深水油气田开发技术研究具有一定的借鉴意义。

南海浮式生产储油装置总体设计与关键技术研究——以恩平油田新建FPSO为例

在借鉴以往成功设计和近几年现场使用经验的基础上,开展了恩平油田15万t级浮式生产储油装置(FPSO)总体设计与关键技术研究,其设计指标与技术创新均有较大幅度提高,可为今后南海其他油田FPSO总体设计和关键技术解决提供良好参考。

FPSO单点系泊关键构件互换连接技术研究及应用——以陆丰油田群“南海开拓”号FPSO临时替代生产工程为例

南海东部陆丰油田群"南海盛开"号FPSO进坞大修,油田面临停产。为了减少油田产量损失,通过技术研究与优化,成功实施了使用非动力定位"南海开拓"号FPSO进行临时替代生产工程方案,取得了显著的经济效益。该项工程首次将不同厂家的FPSO单点系泊关键构件进行了互换连接,在没有厂家技术支持下独立完成了替换设计、报检与投产,对今后类似工程具有借鉴意义。

适用于南海中等水深边际油田开发的八角形FPSO上部模块总体布置研究与探讨

我国南海100-300m水深范围内的边际油田总储量高,是中国海油油气产量的重要增长点.用八角形FPSO对其进行开发,对大幅降低油田开发成本、促进中等水深边际油田的开发具有重要意义.论文针对适用于南海中等水深边际油田开发的八角形FPSO上部模块的总体布置方案进行总结,确定八角形FPSO的总体方位、呼吸立管、生产立管、脐带缆、电缆、外输系统、和逃生通道的布置方式,为它在南海边际油田的工程应用提供指导.

南海大型FPSO面临的挑战与思考

总结20多年来南海FPSO应用的成功经验与不足，归纳今后南海300～400m水深以内使用FPSO的主要技术特征，提出南海广大海域应用FPSO所面临深水、台风海况和高腐蚀等严重技术挑战；并对FPSO船型、单点选型、吨位大小、岛礁利用等方面进行初步探讨。

南海某油田FPSO限位分析和应用

浮式生产储油轮(FPSO)具有较强的油气处理、存储等功能,是现今海洋石油开发的重要设备,其通过系泊系统实现定位。在海底管线、锚系维修等施工时,通常需要在FPSO旋转半径范围内作业,为保证作业安全,需对FPSO进行限位操作。南海海域是世界著名的季风气候区,有着世界性的"孤立波"难题,文中以南海某油田FPSO限位作业为例,分析南海油田环境条件,计算FPSO所受的风、流等环境载荷,确定限位方案、拖轮配置以及相应的风险规避措施,对FPSO旋转半径作业范围内海上安全作业提供了有益的参考。

南海FPSO台风工况热负荷分析及优化

为合理降低南海FPSO热站配置规模,研究了台风工况热负荷组成。以南海某15万吨级FPSO为例对影响台风工况热负荷的主要因素,如初始加热温度、船体结构及避台撤离时间等进行了定量分析,明确了这些因素的变化对台风工况热负荷的影响趋势,论证了合理降低热站规模的可行性,并结合现场操作实际经验提出了保证热站在台风工况下可靠运行的有效措施。案例分析表明,南海FPSO热站规模的合理降低可以减少系统设备投资,提高热介质系统在正常生产工况下的运行负荷率,节约热介质加热炉的燃料成本,从而实现降本增效。

内转塔式单点系泊系统解脱施工方案研究

南海某油田浮式生产储存卸油船舶(FPSO)为内转塔式单点系泊系统(STP),以该内转塔式单点系泊系统解脱作业为例,开展适用于中国南海海域FPSO解脱施工方案研究,分析解脱施工中关键作业节点的施工方法,为今后南海海域FPSO解脱施工提供参考。

FPSO:中国海油的骄傲——访中国海洋石油总公司FPSO项目高级顾问吴植融

海上设施的最大风险是恶劣的海况.在我国南海海域,由于特殊的地理条件,强热带风暴,强冷空气大风,强对流灾害性天气和土台风一直影响着海上油气田勘探开发的正常进行.面对如此恶劣的环境,吴植融专家作为项目总经理、总设计师、总工程师和总协调人,经过项目组全体人员和各承包商的共同努力,自主开发、自主设计了文昌FPSO和番禺FPSO,成功地解决了南海油气开发难题,这两艘FPSO不仅取得了重大技术突破,而且创造了多项世界记录,受到了国外船级社和中国海油总公司的好评.

南海流花深水油田群开发工程方案研究

南海流花16-2/20-2/21-2油田群是中国海油目前在开发的最深水油田群,所在环境条件恶劣、井数多、原油析蜡点高、伴生气量大、井温高,面临电潜泵远距离直接驱动、FPSO及系泊与立管系统复杂等诸多技术挑战。本文详细介绍了该油田群开发工程方案及为解决相关核心问题而开展的水下生产系统复杂管汇、长距离回接管输及流动安全保障、水下电潜泵远距离直接驱动、庞大复杂的FPSO及系泊系统优化设计、海底不保温钢管高温屈曲、复杂动态管缆悬挂及干涉碰撞分析等关键技术方案研究,其相关成果可为南海深水油田的开发提供借鉴。

巴西深水盐下油田开发工程模式探讨及对我国南海深水油气田开发的借鉴意义

巴西Libra油田是近年发现的世界级深水盐下油田,目前低油价条件对其开发工程模式选择提出了挑战。分析了Libra油田的油藏、钻采和流动安全保障特点,探讨了巴西深水油田标准开发模式"FPSO+水下生产系统"在Libra油田的适用性;介绍了Libra油田开发工程项目FPSO上部生产流程及水下生产系统优化方案,并总结了巴西深水油气田开发工程模式及工程设施标准化特点。本文研究成果对其他深水油田,特别是我国南海深水油气田开发工程方式选择具有重要的借鉴意义。

“海洋石油119号”FPSO海水取水系统方案研究

从南海现有FPSO海水冷却系统存在的封堵不严及海水腐蚀等问题出发,开展了FPSO海水取水系统的总体设计思路分析。针对机舱海底门取水和舷侧边舱取水2种不同取水系统方案,分析了“海洋石油119号”FPSO海水用户需求,从不同角度对比了2种不同取水方案的技术特点及优势,认为该FPSO采用舷侧边舱取水方案更有利于全生命周期生产及人员安全,对其他南海深水FPSO的设计、建造和运营具有一定的借鉴意义。

南海东部提油作业受内波流影响及对策探讨

海上终端提油作业是大型综合性作业,是海洋石油生产的重要组成部分。南海是内波发生较频繁的海域,而南海东部各海上终端均处于内波流集中发生海域,给提油作业安全造成不利影响。从历年提油作业现场数据出发,总结分析内波流对南海海上终端提油作业的影响,帮助南海东部提油作业人员提高安全意识及应对能力。

惠州油田群快速复产工程方案研究与实践

南海东部惠州油田群遭受台风袭击部分生产设施受损,油田被迫停产。为了尽快复产,在修复永久生产系统的同时,研究并成功实践了使用动力定位生产储油轮(FPSO)进行临时恢复生产工程方案,取得了显著的经济效益。惠州油田群快速复产工程方案的成功实践,对类似工程项目具有借鉴意义。