基于专利分析的浮式生产储油卸油装置生产系统发展研究

在海洋强国战略实施背景下,浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)对深远海及海上边际油气田的勘测与开发有着重要意义。基于PatSnap专利数据平台,从时间态势、地域分布、重要申请人和核心技术分类等角度对FPSO生产系统领域专利技术的演化路径进行分析,研究结果表明:FPSO生产系统领域的技术发展具有明显的阶段性和区域集中特征;其技术主要围绕油气水处理、生产装置和储存装置三个领域展开,具体涉及蒸发气体的冷却、回收再利用、再液化处理、上部结构的支撑装置、储罐强度等方面,其中蒸发气处理系统相关技术和储罐结构设计是FPSO生产系统领域的技术重点。

浮式生产储卸油装置放空管路压力安全阀流致噪声特性

针对单相气体流致噪声问题,以某浮式生产储卸油装置(floating production storage offloading,FPSO)大流量天然气处理装置管路系统的压力安全阀为研究对象,采用非定常大涡模拟(large eddy simulation,LES)和Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)声类比模型对其流动特性和流致噪声特性进行研究,得到了压力安全阀(pressure safety valve,PSV)内流场分布,预测了噪声产生位置及其频谱特性,结论可为压力安全阀和天然气管路系统的前期设计提供理论依据和技术支撑。

在建浮式生产储油船非完整状态下起浮坐墩的可行性分析

以实际工程项目为例,全面考虑浮式生产储卸油装置(FPSO)未完工情况下的建造状态,结合以往经验,制定起浮坐墩各阶段实施方案,并采用有限元分析软件,分析FPSO在不同工况下的应力和变形,研究其在非完整状态下起浮坐墩的可行性。

浮式生产储油卸油装置防H_(2)S空气呼吸系统设计

为保障工作人员在硫化氢(H_(2)S)泄漏工况下的生命安全,以东南部海域某高含硫油田开发工程为例,结合国内第一艘圆筒形浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)的结构特点,设计一种适用于高含H_(2)S油气田的FPSO应急空气呼吸系统。研究表明:该空气呼吸系统安全可靠、占地面积小、使用方便。研究成果可为H_(2)S防护设计提供一定参考。

浮式生产储油卸油装置上压力容器外部载荷及疲劳分析

压力容器是浮式生产储油卸油装置(FPSO)上的重要组成部分。由于海洋环境比陆地环境复杂,FPSO上的压力容器与陆地上静设备在外部载荷的考虑上有很大的不同。在现有压力容器相关资料中,少有提及到FPSO上的压力容器外部载荷的计算。介绍了如何考虑FPSO上压力容器的外部载荷,并以1台典型的卧式设备为例,重点介绍了通过公式法对支撑及焊缝进行疲劳校核,可为FPSO上压力容器的设计提供参考。

惰气系统在浮式生产储卸油装置(FPSO)中的应用

介绍了海上浮式生产储卸油装置(FPSO)中惰气系统的工艺流程及作用,讨论该系统惰气发生模式、主要设备参数、处理能力设计,评价节能环保效益,总结设计中的注意事项,优化设计。

浮式生产储卸油装置的若干关键技术问题

鉴于对浮式生产储卸油装置的运动性能、结构强度和作业安全都有很高的要求。本文就甲板上浪、FPSO与穿梭油轮的多单元耦合作用、系泊特性、水深对运动的影响、疲劳评估和水弹性分析等关键技术问题做了综述,以期对浮式生产储卸油装置的设计、作业和维护有一定的参考价值。

深水浮式生产储油卸油装置海水提升系统结构设计

以一艘深水超大型浮式生产储油卸油装置(FPSO)海水提升系统为例,介绍潜没式海水提升泵护管及船体基座、管道支架平台、海上安装支架和防撞保护架等的总体布置和结构设计。按DNV、BV船级社规范和公司企业标准要求,应用PATRAN/NASTRAN软件建立FPSO船首舱段和护管的结构有限元模型,分析护管及船体基座结构屈服和屈曲强度,确定主船体舷侧结构的海洋工程区,设计关键结构界面处的焊缝。基于疲劳累积损伤的分析方法和DNV SESAM软件,建立FPSO舷侧结构的局部细化有限元模型,预报船体基座结构的疲劳寿命。应用SACS软件设计管道支架平台满足控制海水提升系统玻璃钢管道应力的要求,设计悬挂在上部模块上的海上安装支架,保证海上安装作业安全、高效。应用LS-DYNA 3D软件进行供应船撞击保护架分析,保证护管不会受到供应船撞击。

浮式生产储油装置(FPSO)技术经济评价指标分析及论证

文章简述了一种特殊船型——浮式生产储油装置的特点、功能及其技术经济指标的选取。针对这种特殊船型的实际工况,给出相应的技术经济评价指标,并对传统国标(GB116 97- 89)提出了修正意见。实践表明,修正后的技术经济指标评价体系应用于FPSO的评价是适用的和可靠的。

浮式生产储油卸油装置上卧式容器鞍座联接螺栓计算

安装在海洋平台浮式生产储油卸油装置上的卧式容器受海洋的波浪运动影响,使其鞍座与垫墩的联接螺栓承受三个方向的运动载荷。因此,无法直接按照卧式容器标准校核螺栓强度,而采用数值计算经济性较差。本文以某典型卧式容器为例,从螺栓的预紧力计算、静强度计算以及疲劳强度计算三个方面阐述了鞍座螺栓联接的解析计算方法,同时总结了在波浪运动载荷下螺栓联接的设计要点,为工程应用提供参考。

浮式生产储卸油装置生产流程控制系统设计与实现

浮式生产储卸油(floating production storage and offloading,FPSO)装置长期海上工作,受场地和环境限制,油气处理设备集成度高,控制难度大等特点。为验证FPSO生产流程控制系统(production control system,PCS)的总体设计和关键技术,以某30万吨FPSO为研究对象,针对油气处理工艺特点,介绍了PCS系统组成、三相分离器的控制策略及PCS样机的功能测试方法,为今后其他FPSO生产流程PCS系统的总体设计和解决方案提供参考。

浮式生产储卸油装置自动清洗中喷嘴射流的模拟分析

介绍了利用高压水射流对浮式生产储卸油装置中的储油舱进行清洗的工作原理,并将锥形喷嘴和锥直形喷嘴作了比较,着重对矩形出口喷嘴进行了数值模拟研究。该方法的应用将降低工作人员劳动强度,改善工作环境,有效缓解清洗过程中污染物排放引起的海洋环境污染问题,减少新鲜水的消耗量,降低清洗废水后续处理成本,彻底解决了传统工艺能耗高、清洗效果差、污染环境以及效率低等问题。

高压比无油纯干式螺杆压缩机在浮式生产储卸油装置上的应用

某海上浮式生产储卸油装置中的低压气螺杆压缩机处理工况较为特殊,属于两级压缩的高压比工况。结合国内外压缩机生产厂家的技术现状,对两级螺杆压缩机的具体选型设计展开对比分析。在项目费用允许情况下,最终选择综合技术性能最优的两级无油纯干式螺杆压缩机作为低压气压缩机。介绍了无油纯干式螺杆压缩机的技术参数、相关控制配置、润滑及机械密封系统、出口管道消音器特殊设计、机组罩壳设计及整撬紧凑布置设计等关键技术,可为今后油气田项目中特殊工艺气压缩机选型应用提供参考。

浮式生产储油卸油装置上LPG储罐强度设计要点浅析

LPG储罐是LPG回收模块的重要设备,结合压力容器建造规范与IGC规则中C型独立液货舱的设计方法,采用规则设计与有限元校核结合的方式,对浮式生产储油卸油装置(FPSO)上LPG储罐及其支承结构进行了强度设计。计算模型共有6个工况,综合考虑了设计压力、液体动压力、晃荡载荷、风载荷、船体运动载荷、船体倾角、爆炸载荷、碰撞载荷。根据计算结果,对储罐壳体、加强环,支承结构自身,支承结构与下部模块的焊缝进行校核,可为FPSO上LPG储罐的设计提供参考。

新型浮式钻井生产储卸油装置结构总强度分析

目前我国深水海域处于开发早期阶段,较适合采用既有钻井功能又集成了采油、储油功能的浮式生产钻井储卸油装置(FDPSO),作为独立生产装置,可以大幅降低油田初期开发费用。选取一种新型的八角形FDPSO结构,基于深海环境条件和装载工况,建立整体结构数值模型,依据三维辐射绕射理论和谱分析法计算波浪载荷,确定设计波参数,将设计波载荷传递到整体结构有限元模型,最终得到了总体结构的应力分布规律。研究结果可为我国深远海油气田早期开发的FDPSO结构设计提供理论参考。

超大型浮式生产储油卸油装置船体抗坠物撞击结构分析

以一艘深水超大型浮式生产储油卸油装置(FPSO)为例,介绍了某石油公司企业标准对FPSO主船体抗坠物撞击结构分析的技术要求。案例设定了原油装卸快速连接器坠落撞击FPSO船尾主甲板事件,进行了事件的定量风险分析、风险概率和碰撞能量计算。设定了3种典型撞击工况,按DNV和BV船级社相关规范,应用非线性有限元分析方法和LS-DYNA 3D软件,对造成的撞击损伤和撞入深度进行了数值仿真。结果表明,在3种典型撞击工况下FPSO主甲板结构的损伤和坠物撞入深度均满足该石油公司企业标准对FPSO主船体抗坠物撞击的安全要求,FPSO船尾主甲板设计安全可靠。

圆筒形浮式生产储油装置结构设计及轻量化

对某圆筒形浮式生产储油装置(Floating Production,Storage and Offloading,FPSO)进行概念设计,通过计算和分析,掌握此类装置的设计方法和要点。通过对不同设计工况进行分析比较,得到其设计控制载荷为构件设计压力的结论。此外,圆筒形FPSO全船有限元分析结果表明,阻尼板与船体外壳连接区域相对应力较高,需重点关注。根据结构分析结果,对几种不同布置和分舱的设计方案进行对比,得到圆筒形FPSO整体设计轻量化的优化思路,可供相关海洋工程设计人员参考。

浮式生产储卸油装置运营模式对项目经济性影响分析

浮式生产储卸油装置(FPSO)是当前深水油气田开发重要的浮式生产装置之一。其投资大、建设周期长,不同运营模式对油气田的经济性影响较大。FPSO常见有租赁和自建2种运营模式。通过对典型深水油气开发项目案例的分析,展示了FPSO不同运营模式下对项目经济性的影响。常规条件下,租赁FPSO的模式经济性会明显好于自建FPSO的模式,但在实际项目中还需考虑财税模式、设计变更、操作费等因素影响。

全球海上油气浮式生产装置概述——浮式生产装置主要有浮式生产储卸油装置、半潜式生产平台、张力腿平台、深吃水立柱式平台

海上油气生产装置对于海上油气生产至关重要，主要包括浮式生产装置（MOPU）和坐底式生产平台。浮式生产装置因其适用的水深范围宽（大部分用于深水）和机动性强，近年来发展很快。浮式生产装置主要有四大类（图1）：浮式生产储卸油装置（FPSO）、半潜式生产平台（Semi）、张力腿平台（TLP）和深吃水立柱式平台（Spar），它们分别于1977年、1975年、1984年和1996年首次投入使用。