文昌油田单点系泊系统海上安装

文昌油田群开发建设重要案例分析--失败案例案例一:文昌油田群长距离海缆送电问题产生的原因分析：文昌油田群电网在设计建造初期时并未考虑到油田长距离海缆送电时，电压等级较高，海底电缆产生的容性无功非常大，且没有考虑增加电抗器抵消海缆所产生的容性无功。

导致文昌油田群电力系统主要存在以下几个问题：1、主发电机长期处于进相运行状态。

2、轻载工况时，两台透平发电机并车运行仍无法实现直接对平台供电。

3、在正常生产时，当有一台透平发电机故障退出时，另外一台透平发电机因吸收的无功过大造成逆无功保护而工作停机，油田群失电停产。

4、在设备切换时，电网功率因素出现1的情况，易引起电网振荡、解裂。

5、海缆击穿情况时有发生。

从文昌油田群组网以来共发生过三次海缆击穿：2009年4月19日8-3A海缆故障；2009年5月15日距15-1A平台海缆接线箱18.3km处的海缆发生接地故障；以及最近一次是2010年2月1日15-1A平台海缆发生故障。

6、长距离海缆空载投切引起的过电压问题。

油田群失电停产事故后或者台风来临停产，需要采取黑启动措施。

其中重要的环节便是将空载线路合闸到电源上去，即长距离海缆空投，该操作在海缆上会产生过电压，易导致发电机自励磁或海缆击穿甚至整个黑启动过程失败等问题。

7、发电机自励磁问题。

FPSO与各平台、各平台之间均是由长距离的海缆进行电气上的连接，其等值电容大，当满足一定条件时，极易使发电机满足其自励磁产生的条件，易形成过电压和过电流，严重时将损害FPSO的发电机组，甚至损害FPSO及各平台上的电气设备。

改进建议：方法一：设计之初要将远距离海缆送电产生的容性无功因素考虑进去，对于超过一定距离的海缆需增加合适的电抗器抵消海缆投切时产生的容性无功。

方法二：远距离海缆输电还可以采用直流输电的办法来解决。

案例二：文昌油田群保温材料问题产生的原因分析：文昌油田群管线和压力容器的保温材料在设计建造初期时并未充分考虑到油田现场海上的气候条件，选用的保温工艺和材料不能很好的起到保温的作用，反而导致了管线和压力容器出现了非常严重的腐蚀问题，文昌油田群保温工艺和材料主要存在以下几个问题：1、固定保温层的铆钉为铝质，保温层的保护套为不锈钢材质，铝质铆钉很快就电化腐蚀掉；2、利用铆钉固定保温层不利于拆修；3、保温的固定不能对抗海上恶劣的台风气候，遇上台风时，损坏严重；4、岩棉对身体有害；5、保温的防水效果很差，保温内部进水，从而导致管线、压力容器、螺栓锈蚀严重。

1　引言浮式生产设施系泊系统是指将各类海上浮式设施系泊于海上，以实现钻完井、生产以及油气，电力及通信信号传输等各种功能的结构，其主要有两大部分组成，一部分是对浮式生产设施提供系泊恢复力的“系泊锚腿结构”，允许被风、浪、流共同作用下的海上浮式生产设施围绕系泊锚腿系统在一定范围内运动，组成系泊锚腿系统的构件包括锚、钢缆、锚链、纤维缆、连接件、配重块及中水浮筒等；另一部分是“转塔系统”，该部分结构将系泊锚腿提供的系泊力传递到浮式设施，转塔系统主要包括轴承、旋转头系统、支撑和连接结构[1]。

通常对于系泊系统锚腿安装，需要预先安装锚端结构，比如吸力锚或者锚桩，而锚端吊耳通常需要入泥，因此下锚链需要跟随锚端一起下水，并待铺设下锚缆之后，再将二者进行水下连接。

如何简单，快速，安全的进行水下连接，是整个项目非常关心的问题，不仅关系到施工安全，更涉及到工期及效益的问题。

本文以南海某油田单点系泊系统锚系安装为例，详细阐述了通过潜水员进行水下连接的施工流程，以及施工过程中用到的辅助结构。

2　锚系参数介绍本文所涉及到的系泊系统为中国南海东部某开发油田单点系泊系统结构，该单点锚端采用锚桩的形式，整个锚腿系统由锚桩、40m下锚链、965m下锚缆、220m上锚链（其中含40m配重链）及121m上锚缆组成，并由快速接头连接至单点浮筒。

图1是单点系泊系统锚腿结构图纸[3]。

图1 南海东部某油田单点系泊系统整个施工程序为先进行锚桩安装，40m下锚链随锚桩一起入水，待完成打桩之后，沿路由进行40m下锚链下放，并在下锚链浮筒端预留浮球标识。

接下来铺设965m 下锚缆及配重链部分，965m下锚缆锚桩端采用配重块作为起始铺设点，沿铺设路由进行下锚缆、上锚链、配重链及上锚缆下放[3]。

完成整个锚系的下放之后，接下来就要进行下锚链浮筒端及下锚缆锚桩端水下连接，以便对锚系进行张紧。

3　水下连接工艺锚缆及锚链水下连接，目的是需要将下锚链浮筒端卸扣连接至下锚缆锚桩端索接头，在确保锚链无打结及锚缆无过度扭转之后，进行下一步锚系张紧工作。

38随着海上油气勘探与生产的不断发展，越来越多的浮式生产储存卸油船舶6FPSO被部署在海上进行石油生产。

然而，这些FPSO在运营期间可能需要进行维修、保养、检查或重新部署等作业，这就需要对其进行单点解脱作业。

单点解脱作业是在确保安全的前提下对FPSO进行必要维护和操作的重要步骤。

它要求合适的设备、专业知识和详细的计划，以确保作业的顺利进行和成功完成。

以南海某油田的FPSO为例开展FPSO解脱方案研究，该FPSO的设计寿命一般为25年，但船体油漆的寿命最大为10到15年，因此，在连续在海上服役到油漆极限后后须从海上解脱进入船厂坞修。

南海某油田FPSO基本参数如表1所示。

表1 南海某油田FPSO基本参数内容数据单位内容数据单位船总长232.5m 水线间长254m 型宽46m 型深24.1m 设计吃水16m 结构吃水16.30m 排水量205，592t载重量155，054t1 内转塔式系泊系统简介单点系泊系统是一套内可解脱的永久系泊内转塔系泊系统，水下系泊系统共 9 条锚腿，分成 3 组互成 120°，每组 3 条锚腿。

每条锚腿的组成包括上钢缆、上锚缆、下钢缆、下锚链、桩锚结构等组成。

该系泊系统包括海底基盘系统、柔性立管、动态电缆、锥形浮筒、内转塔、滑环系统、液压系统、STP 浮筒锁紧机构、导向滚轮、浮筒提升绞车和各种公用系统等组成[1]。

内转塔式单点系泊系统水下布置图如图1所示，内转塔式单点系泊系统部分船上设备如图2所示。

图1 内转塔单点系泊系统水下布置图2 FPSO单点系泊系统船体布置2 解脱作业前准备在进行单点解脱作业之前，首先需要进行规划和准备工作，分析解脱作业的可行性和潜在内转塔式单点系泊系统解脱施工方案研究王明龙 林华春中海油能源发展股份有限公司湛江采油服务文昌分公司 广东 湛江 524057摘要：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。

浮式生产储油装置（FPSO）运动姿态在线监测与预警技术摘要：在现代海洋油田开发进程中，浮式生产储油装置（fpso）应用越来越广泛。

国家对海洋环境保护标准越来越高，对fpso的安全监控要求也在不断提高。

文昌13-1/2油田针对“南海奋进”fpso的特点，利用gps差分定位技术以及国际海事卫星宽带通信技术等高科技手段，成功构建了一套fpso运动姿态在线监测与预警系统，实现fpso运动姿态全天候（包括台风撤离无人值守状态）在线监测与预警功能，不间断储存fpso运动姿态数据，在提高fpso 装置安全性能同时，降低了fpso位置漂移而导致海底原油管线泄露的风险，也为后续的fpso运营及建造提供详尽的数据参考资料。

关键词：浮式生产储油装置（fpso）运动姿态 gps差分技术无人值守中图分类号：u674.38 文献标识码：a 文章编号：1674-098x （2012）12（b）-00-02海上浮式生产储油装置（fpso）（以下简称fpso）是许多海洋油田的核心，随着中海油成功建设“海上大庆”以及开始“二次跨越”建设的宏伟目标，fpso的数量在不断增加，现已遍布渤海及南海海域，fpso的安全高效运营管理成为海洋油田管理的重要课题。

现代fpso多采用单点系泊方式（spm， single point mooring）固定，单点上连接着原油管线以及动力电缆等重要设施。

一直以来，我们对fpso的整体运动轨迹以及单点系统动态实时位置缺乏有效的数据资料以及监测手段，无法快速确认fpso在安全的锚泊范围内，无法快速读取各种特变气候对fpso的影响。

特别是在fpso遭遇台风袭击时，作业人员全部撤离守护船也驶离后，fpso脱离了所有人的视线，处于完全失去监控的状态，无法得知fpso是否在单点系泊安全区域内，无法获取台风吹袭fpso时的最大风速以及fpso在台风下的真实运动轨迹，上述问题给相关决策带来了很大的困难与挑战。

近年来gps定位技术以及国际海事卫星宽带通信等高科技手段逐步在海上油田得到应用，对现场或远程实时掌握fpso一年四季在海风、海浪、海流等各种天气海况作用下的水平位移、垂荡高度、横摇、纵摇轨迹参数，对fpso的安全管理以及fpso的工程建造，都起到了十分重要的作用。

0 引言柔性立管是连接海底管线与FPSO的通道，是海底管线的重要组成部分。

对于新建FPSO来说，柔性立管的安装属于常规作业。

由于油田后续开发的需要，已在位的FPSO需要接入新的柔性软管，以扩大整个油气田的生产规模，这时新增柔性立管的安装就需要采用不同的方法。

为了缩短安装周期，减少对油田生产的影响，往往存在许多的限制，如何安全快速地完成立管安装就成为技术难题。

该文以FPSO“海洋石油118”新增柔性立管的安装为例，对已在位的FPSO，如何快速完成新增立管的安装进行阐述。

1 APL型单点和柔性立管系统单点系泊系统SPM（Single point mooring system）的主要作用是将FPSO定点系泊在作业海域，FPSO可围绕单点浮筒自由旋转并具有风向标效应，在风浪流作用下FPSO在役单点系泊FPSO新增柔性立管的安装技术及应用傅文志 薛大智 刘耀江 彭海玲 王 昭（深圳海油工程水下技术有限公司，广东 深圳 518067）摘 要：单点系泊FPSO新增柔性立管的安装不同于FPSO就位前的新立管安装，其安装处于油田生产阶段，FPSO在位不解脱，因此安装工作必须尽可能地减少对油田生产的影响。

“海洋石油118”新增柔性立管的安装是国内首例在APL型单点系泊 FPSO不解脱、滑环组不移位情况下完成的动态立管铺设及提拉进入单点舱的安装作业。

其安装方法工程量较小，安装周期和停产时间短，对油田生产影响小，非常具有借鉴意义。

关键词：APL；在役单点系泊；FPSO；不解脱；柔性立管；安装技术中图分类号：U 653.2 文献标志码：A系统油路的最低点或相对低点开始注油，所以根据车辆设备、管路设置情况，我们选择系统中的最低点——液压控制单元压力测试接口K和辅助缓解单元压力测试接口KH 为排空注油的注油口与管路清洗注油设备出油口相连，系统中的最高点——制动夹钳的主压力测试口和辅助压力测试口为回油口与管路清洗注油设备回油口相连。

—36—工作研究目前，采用单点系泊系统进行定位是海洋工程、海洋观测和海洋养殖等领域最常用的定位方式之一。

按照美国船级社的分类，单点系泊系统共分为悬链式系泊系统（CALM ）、单锚腿系泊系统（SALM ）、塔式软刚臂系泊系统（SYS ）和转塔式系泊系统（TM ），其中转塔式系泊系统又可细分为外转塔式（ET ）和内转塔式（IT ）。

1悬链式锚腿系泊装置悬链浮筒式单点系泊装置（Catenary Anchor Leg Mooring ）简称 CALM 装置，以其结构简单、投资成本低、建造周期短、便于安装等优点，主要被用作海上石油的装卸中转终端，在系泊油船的同时将石油输送至海底管道［1］。

典型 CALM 装置主要由系泊系统和输油系统组成。

系泊系统包括水下组合锚索、浮筒和系泊缆或刚性连接臂等设备；输油系统包括漂浮软管、旋转接头、水下软管等设备。

在系泊系统中，浮筒外围设有锚索连接点，多根锚索在浮筒四周呈放射状均布，并在海底具有一定铺设距离。

浮筒提供带动锚索悬浮的必要浮力，使浮筒在系泊过程中始终保持漂浮状态，同时装载旋转接头等设备。

系泊船和浮筒由系泊缆或刚性臂连接。

装置的系泊力由锚索自重提供。

浮筒内的旋转接头在输油的同时，可配合转台等设备实现装置的单点系泊效应。

单点系泊具备以下技术优势：①将码头由岸边移至海上，不占用深水海岸线，特别适合没有深水海岸线，却拥有广阔水域的沿海港口建设。

②作业条件款，有效作业天数长。

单点系泊可在相对恶劣的条件下进行作业。

③投资低，建设周期短，回收周期短。

④船舶离靠方便，所需拖轮少。

⑤污染小，节能环保，有利于展开溢油应急。

⑥有利于边际油田的开发。

悬链式浮筒系泊装置是单点系泊装置中最早出现的一种形式，也是数量最多的一种。

它以一个大直径（10m~17m ）的圆柱形浮筒为主体，以4条以上的长垂曲线锚链规定在海底基座上，在风、浪、潮、流的作用下，系泊浮体可以围绕系泊点漂移运动，使之处于最小受力位置，这就是该装置的风标性。

南海深水FPSO单点系泊系统设计关键技术研究李达;白雪平;王文祥;易丛;李刚;贾鲁生;李书兆【摘要】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400m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.【期刊名称】《中国海上油气》【年(卷),期】2018(030)004【总页数】7页(P196-202)【关键词】南海;深水区;FPSO;单点系泊;系统设计;关键技术;流花油田群【作者】李达;白雪平;王文祥;易丛;李刚;贾鲁生;李书兆【作者单位】中海油研究总院有限责任公司北京 100028;中海油研究总院有限责任公司北京 100028;中海油研究总院有限责任公司北京 100028;中海油研究总院有限责任公司北京 100028;中海油研究总院有限责任公司北京 100028;中海油研究总院有限责任公司北京 100028;中海油研究总院有限责任公司北京 100028【正文语种】中文【中图分类】P742随着南海深水油气田的勘探和开发，原浅水油气田开发工程模式受到了挑战。

对不便依托的油田开发，FPSO作为油气水处理、储存和外输中心是必要的开发工程设施。

相比浅水海域的FPSO，深水FPSO呈现不同的技术特点。

海上施工项目一、“南海盛开”单点系泊系统升级改造及移位海上安装服务项目“南海盛开"浮式号FSOU由中海油（中国）有限公司由-深圳分公司运营,位于中国南海香港东南约230公里的陆丰13—1/13-2油气田，水深大约146米。

为了陆丰油田安全可靠的持续生产,和支持未来LF7—2油田（2013年开发)及其他潜在边际油田,公司正在进行将FSOU再延长15年服役期的延寿工作，通过升级单点系泊系统，并安装到新的位置。

项目工作内容包括：拆除一座旧单点系泊系统，中水浮筒和软管系统；新建1座8腿SOFEC新单点系泊系统，新建1座中水浮筒，铺设1条(2段）输油软管。

项目完成之际，油田产量由3万桶每天,提升到5万桶,创造了锚系串拖张紧等多项新技术。

南海开拓FPSO替代南海盛开FSOU临时生产，关系到油公司油田产量。

原南海盛开号FSOU计划在12年的5月到9月进行坞修延寿，将产生35万方产量损失。

为此需要接入油轮临时替代生产，后因故紧急启动南海开拓号非动力定位FPSO替代南海盛开的方案。

此项方案的实施填补了国际同行业的技术空白，使海工具有了自主知识产权的油田临时生产解决方案。

油田得以顺利持续生产，累计增产200万桶原油，合31.8万方,为油田产量做出了巨大贡献。

项目技术创新:（a）锚系串拖张紧技术（b）单点浮筒湿拖出海；（c）不使用临时浮筒的锚链提拉回接;（d）限弯器的处理；（e）异型法兰软管变径接头的研制.二、PY4—2/5-1调整项目番禺4—2/5—1调整项目作业地点为深圳东南约250公里的番禺油田，作业水深为100米。

主要作业内容包括：（a）拆除2段海底膨胀弯,在原位安装1个防沉板和三通，安装4段新膨胀弯，使油田恢复正常生产;（b）铺设2条长约1公里的12”软管(各分为2段,每段500米），在油田不停产的情况下完成软管接入原有海底管线，分别将新建的PY5-1B平台连接至已有的PY5-1A平台、将新建的PY4-2B平台连接至已有的PY4-2A平台；（c）2次海管清管试压工作；深圳海油工程水下技术有限公司克服了队伍年轻、海上施工船舶多、项目工期受限、海上潜水作业受新导管架和组块安装影响等困难，最终实现油田停产时间比原计划缩短11天,增产原油47.9万桶（约4000多万美元)；新建两座平台比计划分别提前8天和23天投产，为油田生产作出了重要贡献;该项目的成功也为海工带来良好的经济效益,受到了各方高度评价.针对海上工程特点，深圳海油工程水下技术有限公司将第一阶段的工期安排在5月份海况良好的时间窗内进行，最大程度降低了船舶待机时间。