海洋石油工程海上石油生产设施
石油天然气工程学院
檀朝东
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教学要求
明确海洋采油的三种典型系统及其特点，了解三种典型系统的组成与生产原理，掌握采油平台上的油气水处理方法与流程，了解单点系泊的结构组成、优缺点与应用情况，了解水下生产系统的组成、控制方法及水下生产时的修井方法。
重点：三种典型的海洋采油系统的特点，采油平台上的油气水处理方法与流程，单点系泊的结构组成、优缺点，水下生产系统的组成、控制方法及水下生产时的修井方法。
难点：海上生产系统的选择方法。
第四章
海上石油生产设施
第二节固定平台生产系统
第一节海洋采油概述
第三节浮式生产系统
第四节水下生产系统
第五节海上生产系统的选择
第六节
海洋修井用特殊机具
第一节海洋采油概述
随着海洋石油开发技术的飞速发展，在传统的固定平台开采石油的基础上，出现了一些新的结构形式，并已发展成为固定平台生产系统，浮式生产系统和水下生产系统三种海上油田生产系统。
（1）固定平台生产系统是当前广泛采用的开采方式。它以近海建造栈桥、浅海构筑人工岛和开阔海区建造各类固定平台为基础，用基本与陆地油田相似的工艺和设备开采海上油田。
第一节海洋采油概述
（2）浮式生产系统是近期发展较快的新采油方式。它以半潜式平台或改装的大型油轮等移动式浮体为主体，处理和集输来自海底井的油气。它的出现，不仅加快了海上油气田的建设速度，形成了称做“早期生产系统”的概念，而且还因为开发费用低，回收投资快，使过去用固定平台开发不经济的边际油田资源也能够被开发利用。
第一节海洋采油概述
（3）水下生产系统目前主要是水下完井系统。水下完井已在海上油田的早期生产系统、油田边缘卫星井、探井生产以及建造固定平台不经济的小油田开发等方面得到应用。尽管这种生产系统目前大多数适于固定平台和浮式装置结合使用，而且是浮式生产系统必不可少的组成部分，但它已经形成了独立的生产系统。
第一节海洋采油概述
海上油气田生产系统类型见下图。
上面所述的三种生产系统各有其特点及适用条件，在选用时应根据本油田的具体情况，按照投资少的原则，综合考虑各种因素，对每种生产系统进行可行性研究，经过对比分析，最后筛选出一种至几种单一的或综合的较为有效的方案。
第四章
海上石油生产设施
第二节固定平台生产系统
第一节海洋采油概述
第三节浮式生产系统
第四节水下生产系统
第五节海上生产系统的选择
第六节
海洋修井用特殊机具
第二节固定平台生产系统
所谓固定平台生产系统是指该系统中的主要设备——平台，固定于海底，对其产生支承压力的生产系统。该生产系统是世界上用得最早而且较为广泛的一种生产系统。
在固定平台上用来开采海上油气田的各种工艺流程(如注水、注气、油气水处理等)和设备基本上与陆上油田相似。
固定平台生产系统经过近四十年的使用，根据固定平台型式的不同，已经发展成以下几种主要形式的生产系统：
第二节固定平台生产系统
(l) 桩基式平台生产系统;
(2) 重力式平台生产系统;
(3) 混合式平台生产系统。
?柔性平台生产系统
主要为绷绳塔式平台生产系统。
典型的固定平台生产系统主要包括平台(采油树安装于甲板上)、单点系泊系统、回接到平台的采油立管系统、水下底盘、水下管汇、油轮(贮油轮和穿梭油轮)、海底管线和底盘井等。见下图。
第二节
固定平台生产系统
第二节固定平台生产系统
从位于水下底盘上的油(气)井生产出来的流体，经采油立管上升到平台。经计量和处理后再经采油立管和输油管线流往单点系泊，再经单点系泊流入系于其上的油轮，用穿梭油轮运走。
用于生产作业的平台叫生产平台。它的作用是从事海上油、气生产性的开采、处理、贮藏、监控、计量等作业。一个平台有的只具有一种功能，有的有多种功能，也有的由几种不同功能的平台用引桥相连组合成的多平台生产系统。
第二节固定平台生产系统
一、固定式海上采油平台的类型
二、平台上的油气水处理系统
三、单点系泊系统
固定式海上采油平台的类型
固定式海上采油平台，是用桩基，沉垫基础或其它方法固定在海底面上指定位置并对其产生支承压力的结构物。
固定式生产平台随着使用情况、海洋环境和建筑材料的不同又分为许多类型。
(1)刚性平台
所谓刚性平台是指在海洋环境载荷作用下不发生偏移稳座于海底的平台。它分为以下二大类:
固定式海上采油平台的类型
1)桩基式平台
①导管架式采油平台
导管架（Jacket）式采油平台由于可以在边建造平台的同时，边进行油气田开发预先的钻井作业，待平台建造好后运移到海上，与预钻井的海底基盘定位安装，将海底井口回接
至平台上进行完井。
这种方法可以将油气田开发周期缩短
一年以上，故导管架式采油平台是固定式
平台中数量最多的。据1996年统计，约占
94.4%。
固定式海上采油平台的类型
导管架式采油平台与其他钢结构固定平台一样，其负荷均由打入地基的桩承担。
如中国东海平湖油气田的导管架综合钻采平台，工作水深87.5米，导管架总重4630吨，导管架的12根裙桩（钢桩）总重3300吨，外径为84英寸（2133.6毫米），用水下打桩机打入海底长度超过100米；裙桩与导管架固定，从而确保导管架的全部负荷，传递至钢桩而由地基承载。
固定式海上采油平台的类型
东海平湖油气田导管架综合钻采平台
固定式海上采油平台的类型
钢制导管架平台
固定式海上采油平台的类型
②塔式平台
?单腿式
见下图，这是鹿特丹和多德雷赫特两家荷兰工程公司研制和设计的口用于240m左右水深的单腿塔式钢平台，它没有普通钢桁架式结构。
该种平台的优点是:
1）疲劳强度高;
2）承载能力大(最大甲板负荷为2万吨);
3）因导管和立管处于钢板制成的立柱
内，故它们不受海况影响;
固定式海上采油平台的类型
4)投资少;
5)使用期间检验、维护和修理的费用较低;
6)达到使用寿命后容易拆除。
塔体最厚钢板的厚度在50mm以内。有一些垂直和水平的加强构件。
桩套和圆形底座为一体，不用桩导杆，将桩插人桩套中，用海水作为钢塔的压舱水，并在内部和外部采用阴极保护。