中国战略性新兴产业研究与发展:海洋油气装备
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2.2.4 浮式生产储卸油装置

1976年,壳牌石油公司将一艘59000t的旧油轮改装成了世界上第一座浮式生产储卸油装置,并于1977年应用在地中海卡斯特利翁油田(在西班牙近海)。由于浮式生产储卸油装置具有储油多、投资省、可转移等优点,所以得到快速发展。

1986年,我国在北部湾油气开发中首次采用了浮式生产储卸油装置。该装置由法国道达尔公司设计,由新加坡胜宝旺船厂承建,是由一艘载重量为18万t的旧油轮改造而成的,被命名为南海希望号。

1989年,由中国船舶工业第708研究所设计、上海沪东造船厂建造的渤海友谊号是我国自行设计建造的第一座浮式生产储卸油装置,采用软刚臂系泊方式,工作水深23m。渤海友谊号的设计与建造成功实现了国内浮式生产储卸油装置建造零的突破,是我国船舶工业在海洋工程领域的标志性产品,它对世界浮式生产储卸油装置技术的贡献在于,首次将浮式生产储卸油装置用于有冰的渤中28-1油田海域。该装置机动灵活,已成功用于渤海3个油田的开发,是获得奖项最多、获奖级别最高的项目,也是我国海洋工程具有标志性的项目。

进入20世纪90年代,中国海油又相继建造了南海发现号、南海开拓号和南海胜利号3艘浮式生产储卸油装置,分别在南海惠州油田、西江油田、流花油田和陆丰油田作业。

2007年4月30日,我国第一艘完全自主设计并建造的30万t级海上浮式生产储卸油装置海洋石油117号在上海命名交付,如图2-2所示。海洋石油117号由中船集团所属的上海外高桥造船有限公司建造,长超过323m,宽超过63m,储油能力可达200万美桶(1美桶=158.9873dm3),原油日处理能力可达19万美桶,生产液日处理量达51万美桶。海洋石油117号的船体建造有力地提升了我国造船业和海洋工程业的综合实力,标志着我国在世界超大型浮式生产储卸油装置的建造市场中占据了重要的一席之地。船体建造完成后,海洋石油117号被拖航至新加坡继续完成上部模块的安装,于2008年年底建成投产,并作为油田核心装置服役于中国海油与康菲石油中国有限公司合作的蓬莱PL19-3项目。

图2-2 海洋石油117号浮式生产储卸油装置

浮式生产储卸油装置的定位方式可分为系泊定位和动力定位。

1)系泊定位。系泊定位是指浮式生产储卸油装置采用锚链的形式进行定位,目前应用较多。锚链的布置形式又可分为单点系泊和多点系泊(分布式锚链)。

2)动力定位。动力定位是近些年发展起来的一种新的定位技术,通过浮式生产储卸油装置自身的定位推进器进行动态定位。这种定位模式多数情况下应用于油田的短期生产。

系泊系统是浮式生产储卸油装置的关键技术之一。浮式生产储卸油装置按系泊方式不同可分为以下三种类型:

1)转塔式。在船首部位设潜式钻台(Submerged Turret Production, STP)内转塔筒体结构,在锥形筒体结构与船体之间,设置若干加强板。STP内转塔高度一般与船的型深相同,下部直径超过10m。STP内转塔底部用多点锚链与海底固定。中国海油的南海奋进号就属于内转塔式浮式生产储卸油装置。

2)软刚臂式。软刚臂式浮式生产储卸油装置由导管架、旋转接头、系泊铰接臂以及储卸油装置上的支架组成。由于刚臂的连接为铰接,其可绕着导管架上的将军柱随风浪、潮流转动,随涌浪在一定范围内升降、摇摆,所以被称为软刚臂式,如渤中28-1、渤中34-2、绥中36-1等就属于软刚臂式浮式生产储卸油装置。

3)硬刚臂式。硬刚臂式与软刚臂式有许多相似之处,也可随风浪、潮浪转动,但刚臂与船体之间为刚性连接,其锚固单点与船体保持同步升降。

浮式生产储卸油装置按照船体形状可分为两类:船形浮式生产储卸油装置和非船形浮式生产储卸油装置。船形浮式生产储卸油装置是在传统油轮基础上改装或新建的,这也是目前应用较多的浮式生产储卸油装置类型。非船形浮式生产储卸油装置的船体形状为圆柱形,是一种新型船体,是为适应北海等地区恶劣环境条件而发展起来的。

圆柱形浮式生产储卸油装置是Sevan Marine AS公司开发的新一代浮式生产储卸油装置,又叫作SSP(Sevan Stabilised Platform)。SSP是一种先进并且经济有效的深水油气田开发生产装置,其紧凑的结构设计降低了建造周期,具有优良的运动特性和良好的可操作性。