单点系泊系统与FPSO

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。

82随着我国海洋石油行业的不断发展，油气资源开发重点逐步转向东海和南海海域，目前FPSO已经成为海上油气田开发的主要生产设施，对海洋石油资源开采起着至关重要的作用。

本文通过对涠洲油田海域环境条件的对比分析，考虑水深、环境载荷等因素对单点系泊系统的影响，结合不同单点型式的特点开展选型研究。

1 国内单点系泊系统应用现状1.1 国内单点系泊系统类型介绍目前，中国海油拥有的FPSO数量达到17艘，主要分布在渤海和南海，作业海域水深从10多米到330m不等，吨位从5万t级至30万t级，规模与总吨位均居世界前列[1]。

在渤海海域，由于其水深较浅，自秦皇岛32-6油田FPSO 开始第一次使用塔架软刚臂式（Tower-Yoke）系泊系统以来，系泊方式均采用的是塔架软刚臂式系泊系统[2]。

在南海海域，目前共有9 艘FPSO 在役，均采用内转塔式系泊系统，已经退役的“南海希望”号FPSO采用的是塔架缆绳式系泊系统。

目前常见的FPSO单点系泊型式主要有塔架式和转塔式，各单点型式建造难度、维护难度、工程投资等方面的对比分析如表1所示[3]。

表1 常见FPSO系泊型式对比单点类型塔架式转塔式缆绳式软刚臂式内转塔式外转塔式适用水深/m ＜40＜4050～1500＞30适应海况轻度到中度轻度到中度中度到恶劣轻度到恶劣建造难度较容易较容易较复杂较复杂维护难度困难较困难较复杂较容易工程投资较低较低较高较高应用情况较少见渤海海域广泛应用南海海域 国内目前没有 国外应用较多1.2 涠洲海域已应用单点类型介绍位于南中国海涠洲10-3油田海域的“南海希望”号FPSO，采用由SBM公司设计的可解脱塔架缆绳式系泊系统。

塔架缆绳式系泊系统如图1所示[4]。

图1 塔架缆绳式系泊系统塔架缆绳式系泊系统的特点有：适用在海况较好的浅水区域，系泊载荷较小；结构相对简单，造价成本低；操作性能差，操作风险较大；防碰撞保护能力有限，修复困难，维护成本高。

由于塔架与FPSO间距只有50m，FPSO 前冲碰撞塔架的风险较大，而预防措施主要依靠FPSO的操船控制，因此FPSO的船长24h都处于高度紧张的操作状态，稍有不慎就会发生碰撞。

FPSO 简介FPSO 简介1. FPSO概念FPSO是英文Floating Production Storage and Offloading的缩写，中文译为浮式生产、储油、卸油船。

这种船并不是一种真正意义上用于运输的船，它兼有生产、储油、卸油的功能，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。

近年来FPSO船市场十分兴旺，世界各大船厂都纷纷加入到FPSO建造大军中，竞争十分激烈。

我国也是这一建造大军中的一员，并在FPSO建造方面取得了突破性进展。

FPSO 简介2. 全球在建、服役、改装FPSO现状：FPSO 简介FPSO 简介FPSO 简介FPSO 简介FPSO 简介3. FPSO 主要结构和功能在FPSO 系统配置上，外输系统是其关键的配套系统配套系统包括卷缆绞车、软管卷车等，用于连接和固定穿梭油轮，并将FPSO 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。

卸载系统主要是采油和储油设备，以及油、气、水分离设备等生产设备既可以按特定要求新建，也可以用油轮或驳船改装船体部分主要将FPSO 系泊于作业油田。

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和可解脱式系泊两种系泊系统功能FPSO 主要结构FPSO 简介4. FPSO特点FPSO 的主要特点为机动性和运移性好，具有适应深水采油（与海底完井系统组合）的能力、在深水域中较大的抗风浪能力、大产量的油气水生产处理能力和大的原油储存能力。

FPSO可以与导管架井口平台组合，也可以与自升式钻采平台组合成为完整的海上采油、油气处理和储油、卸油系统，但更主要的是用于深水采油，与海底采油系统（包括海底采油树、海底注水井、海底管汇等）和穿梭油轮组合成为完整的深水采油、油气处理、原油储存和卸油系统（如下图）。

你所不知道的海上油气工厂—FPSO石油是推动经济发展的血液，全球每天的消耗量高达8000万桶。

近10年来新发现的油气田60%位于海上，预计未来全球油气储量40%都将集中于深海区域。

随着海洋油气开发逐渐向深海、远海发展，铺设长距离油气回输管线的成本越来越高、风险也越来越大……解决这一难题最有效的途径就是在海上建设油气加工厂——FPSO！海上油气加工厂FPSOFPSO是什么？1.概念FPSO（FloatingProductionStorageandOffloading）是集生产、储油、卸油为一体的海上浮式生产储卸油装置。

以我国HYSY117为例，它每天可以处理原油19万桶，处理能力相当于占地10平方公里的陆地油气加工厂。

△海洋石油1172.结构FPSO由两大部分组成：上部组块和船体，上部组块完成对原油的加工处理；而船体负责储存合格的原油。

△上部组块和船体部分3.分类根据系泊方式不同可将FPSO分为两大类：多点系泊和单点系泊。

△多点系泊系统△外转塔单点系泊系统△内转塔单点系泊系统△软钢臂单点系泊系统FPSO的特点1.如何工作的？FPSO通过海底输油管线接收来自海底油井的油、气、水等混合物，之后混合物被加工处理成合格的原油和天然气。

合格产品被储存在船舱中，达到一定量后经过原油外输系统，由穿梭油轮输送至陆地。

△海上油气生产过程2.FPSO优势与“生产平台/水下生产系统+海底管道”的开发方案相比，“FPSO+生产平台/水下生产系统+穿梭油轮”的开发方案具有诸多优势：1.油气水生产处理能力和原油储存能力强；2.机动性和运移性好，可实现快速移动；3.浅海、深海均适用，抗风浪性能力强；4.灵活应用，不仅可以与海上平台配合，还可以与水下生产系统组合，形成完整的全海式开发体系。

FPSO的发展情况1.发展历程（1）1977-1985：1977年，壳牌将一艘油轮改装成世界上第一艘FPSO，并用于地中海卡斯特伦（Castellon）油田的开发。

FPSO单点系泊系统安装及回接技术梁稷;韦卓;余国核;任翔;逯晶晶【摘要】单点系泊系统作为浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)的核心组成部分,需在FPSO进入安装现场之前完成安装,随后FPSO进入安装现场进行回接.以我国南海某具体工程项目为背景,全面、系统地介绍FPSO悬链腿单点系泊系统的安装及回接方法,并采用OrcaFlex分析软件对各个施工步骤进行相关的模拟分析.该单点系泊系统的整个安装过程可分为抓地锚安装、下段锚腿铺设、锚腿张紧、上段锚腿铺设、单点浮筒拖航及就位和锚系回接单点浮筒等6个阶段.【期刊名称】《船舶与海洋工程》【年(卷),期】2017(033)002【总页数】6页(P18-23)【关键词】浮式生产储油卸油装置;单点系泊系统;安装及回接;OrcaFlex;动态分析【作者】梁稷;韦卓;余国核;任翔;逯晶晶【作者单位】深圳中海油服深水技术有限公司,广东深圳 518067;中海油服物探水下技术作业公司,天津 300451;中海油服物探水下技术作业公司,天津 300451;中海油服物探水下技术作业公司,天津 300451;中海油服物探水下技术作业公司,天津300451【正文语种】中文【中图分类】U674.38;TE54当前海上浮式生产储油卸油装置（Floating Production Storage and Offloading，FPSO）主要采用单点-转塔系泊系统（Turret Mooring）[1-2]、多点-伸展系泊系统（Spread Mooring）及动力定位系统（Dynamic Positioning）等3种系泊系统，并以单点系泊（Single Point Mooring，SPM）系统的应用最为普遍。

单点系泊系统的应用使得FPSO具有风向标的效应，使FPSO在各种风浪流作用下的受力最小，从而保证其能在海上长时间连续工作。

FPSO—STP中深水单点系泊系统
谭静轩;刘振国;景勇
【期刊名称】《中国造船》
【年(卷),期】2005(046)B11
【摘要】结合“南海奋进”和“海洋石油111”FPSO单点系泊系统（STP-Submerge Turret Production）在中国中深海油田开发中的应用实例，探讨了该类单点系泊系统（STP）在设计、建造及海上安装方面应注意的问题。

并针对这两艘FPSO单点系泊系统在投入使用后所出现的问题进行了分析。

对未来该类单点系泊（STP）的设计、建造和海上安装提出了建议。

阐明了该类单点系泊系统（STP）在中国海域的应用前景。

【总页数】7页(P341-347)
【作者】谭静轩;刘振国;景勇
【作者单位】中海石油基地集团采油服务分公司
【正文语种】中文
【中图分类】U674.133.1
【相关文献】
1.STP式内转塔单点系泊系统FPSO连接 [J], 晏莱;高秉峰;秦勇
2.南海深水FPSO单点系泊系统设计关键技术研究 [J], 李达;白雪平;王文祥;易丛;李刚;贾鲁生;李书兆
3.深水FPSO单点系泊系统重量控制研究 [J], 窦培林;朱建;施兴华;陈刚;袁洪涛
4.极端海况下深水单点系泊系统 FPSO运动响应分析 [J], 袁洪涛;曾骥;莫建;康庄;
王超;王钰涵
5.南海FPSO单点系泊系统中系泊腿特殊设计与应用 [J], 张宝雷
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FPSO FPSO———海上油田开发FPSO是英文Floating Pro-duction,Storage and Offloading Unit词首字母的缩写，译成中文为：浮式生产储卸油装置或浮式生产储卸油系统。

FPSO以其全海式操作、海域/油矿适应性强、可长期系泊、储存能力大、可转移重复使用、建造/改装周期短、费用低廉以及投资回报快等优势，在世界海上油气开发中得到广泛应用，并逐步成为海上油气生产主流设施。

FPSO集合了各种海上油田生产设施的功能如油气水分离、公用设施、生活设施等。

FPSO经过单点通道，把来自油田井口的油、气、水等混合液进行加工处理成合格的原油，并将成品原油储存在货油舱，计量标定后，经过外输系统把成品原油输送给穿梭油轮实现商业销售。

1.1FPSO所具有的优势随着海洋石油工业的迅猛发展，FPSO成为了海上油气开采的主流生产设施。

FPSO的广泛使用为在大陆架和深海地区的油气开采及贮存提供了安全、可靠、经济的首选解决方案。

与海上平台及其它海上生产设施相比FPSO系统具有以下优势：FPSO是一种费用相对低廉、经济合理的海上油田开发方式，尤其是对于那些没有大型管网设施的油田。

FPSO尤其适合远离海岸的中、深海油田的开发，几乎适用于所有水深。

在这些区域中可以没有近海和陆岸基础设施，FPSO有其独特的优势。

FPSO能经济有效地灵活开采边际油田、寿命短的小油田，并适用于偏僻海域的石油开采。

FPSO建造周期短，有利于油田的早期开发。

国外最快的深海FPSO，从立项到投产仅用1年多时间。

我国已有18个月交付15万吨级FPSO的纪录。

二手船改装FPSO的周期则更短。

FPSO方案可实现早期投产，投资见效快。

FPSO的海上安装费用对水深变化不太敏感。

FPSO甲板面积大易于功能扩充，负载能力大，有改造的余地。

FPSO适应性强、可以移位、通过改造可重复利用。

FPSO的系统功能和技术水平能够满足各种海上油田安全生产的需要，过去的30年已使FP -SO 技术趋于成熟。