第12章 FPSO与单点系泊系统专题.pdf

中亂4大学（孝）FPSO与单点系泊系统专题主要内容 FPSO简介二、FPSO组成与技术特点 三、FPSO模块化组装实例 四、FPSO发展现状与未来展望 五、FPSO单点系泊系统简介六、FPSO与单点系泊系统解脱和回接实例China University Of Petroleum,BeijingFPSO简介FPSO是英文Floating Production Storage&Offloading的缩写,中 文翻译:浮式生产储存卸货装置。它集生产处理、储存外输及生活、动供应于一体,油气生产装置系 统复杂程度和价格远远高出同吨位 油船,FPSO装置作为海洋油气开 发系统的组成部分,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。同时它还具有高投 资、高风险、高回报的海洋工程特 点。China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO简介B。屈 8 d8 dMhafgemenl i 1 pour 他rolie e eJ1F W1 ;1 PM extetants-典型的FPSO油田开发系统匕 FPSO作业原理m空虹曾通过海底输油管线接受从海底円j油井中采出的原油,并在船上 品进行处理,然后储存在货油舱 m 内,最后通过卸载系统输往穿 千梭油轮。i；T 1 FPSO俨然一座“海上油气加工 厂“把来自油井的油气水等混合液经过加工处理成合格的原 油或天然气,成品原油储存在 货油舱,到定储量时经过外 输系统输送到穿梭油轮。China University Of Petroleum,BeijingFPSO简介FPSO主要功能 兼有生产和储油的作用,是一座海上油气加工厂,具有小至几千立方米,大 到几百万立方米的油气处理能力。是一座储油轮,目前世界上正在服役的FPSO,其储油能力已超过35万吨。适应能力强,可在20.1000m水深范围内工作。可省去外输海底管道,用穿梭油轮将商品油运往外地。设计重现期高（100年）,抗风浪能力强,可长期系泊、连续工作。与“固定式导管架平台+海底管道”方案相比,具有投资省、见效快、可重复 使用、风险小等特点,特别适用于远离海岸的中、深海及边际油田的开发。有人将FPSO列为近10年来海上油气开发的主流方式,称之为海工装备中最 耀眼的“明星”。China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO简介FPSO优势与特点随着海洋油气开发、生产向深海不断 进入,FPSO与其它海洋钻井平台相 比,优势明显,主要表现在以下四个 方面:(1)生产系统投产快,投资低,若 采用油船改装成FPSO,优势更为显 着。而且目前很容易找到船龄不高,况适宜大型油船。(2)甲板面积宽阔,承重能力与抗 风浪环境能力强,便于生产设备布 置;SPAR深水浮筒平台 TLG张腿平台China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO简介(3)储油能力大,船上原油可定期、安全、快速地通过卸油装置卸 入穿梭油船中运输到岸上,穿梭油船不仅可与FPSO串联,也可傍靠 FPSO系泊。最新FPSO还具备了海上天然气分离压缩罐装能力,提高了 油田作业的经济性。(4)应用灵活,移动方便,其海上自航能力是其它海洋平台系统所 不具备的,因此,FPSO可根据作业需要和实际情况迅速转换工作海域 和回厂检修。FPSO简介gM I China University Of Petroleum 5 Beijing卸油系统FPSO组成与技术特点FPSO系泊系统船体系统生产艺系统储油系统 通信系统 监控系统 救生、消防 直升机 公用系统电系统电网系统 电站系统钢结构 船体系统-1-总布局 火炬塔系统 运动性能含油污水处理系统 原油处理系统FPSO组成与技术特点FPSO内部China University Of Petroleum 5 Beijing不4!丝MM二、FPS组成与技术特点FPSO主要技术结构FPSO主要结构功能系泊系统主要将FPSO系泊于作业油田。FPSO在海域作业时系 泊系统多采用个或多个锚点、根或多根立管、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船体部分既可以按特定要求新建,也可以用油轮或驳船改装生产设备主要是采油和储油设备,以及油、气、水分离设备等卸载系统包括卷缆绞车、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配套系统在FPSO系统配置上,外输系统是其关键的配套系统京61)China University Of Petroleum,Beijing甲板吊机流程处理站转塔系泊间FPSO典型结构布置直升机坪软输外内转塔单点系泊(Turret)S3 空A机偏块幼模塊”供低位品区,却修砂掲块乙二*蜕水華无r甲RIH荏单元化学W注入a14，髙位吊整区傻块甲板品小甲板吊Bir产品化物富低位吊区直升机伸以每位房W区 直升机油柜FPS组成与技术特点Flare TO8船尾卸油区燃 烧 塔分S 寓1aration LP Cmiipression rMO5Powe压 neratoj MO9缩J区分 离ion ssion韩国FPSO结构布置HPIWater Injection MO2Accommodations HelideckPoop Deck Offloading V31TO6Produced Water/G lycol 104 产乙注 水 区生活、直升机区China University Of Petroleum,Beijing二、FPSO组成与技术特点China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO组成与技术特点1、海底系统海底系统由基座、水下卧式采油树、海底管汇、液压井控、立管等组 成。以陆丰22-1油田为例,海底井口布置成紧凑的扇型,长宽各 9m,各井口的原油通过各自的采油树汇集到中心管汇中,然后由两条 177.8mm(7in)的海底生产管道输送到储油轮上。设计中未考虑修井功 能,但设置了水下泥线增压泵和R0V水下机器人,增压泵的排量为 25000桶/d,由400kW的马达带动,增压泵的电缆有3种不同的功能(供电、信号传输、补压),电缆(lOOOOv,246A)可以进行湿式接 头作业。China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO组成与技术特点井控所需的各种信号以及中控室 对电、液、阀等各种指令通过海 底电缆传送。有人把海底井口系 统称为具有高技术含量、富有挑 战的环节之。陆丰22,井口底 盘,由挪威KOS海洋工程公司与 FMC井口设备制造公司共同研 制,中心模块重300kN。中心模 块和中心管汇在海上安装共用了 331hoChina University Of Petroleum 5 Beijing二、FPSO组成与技术特点海底系统China University Of Petroleum,BeijingFPSO组成与技术特点2、船体系统FPSO外形类似油轮,但复杂程度远高于油轮。其,船体在风、浪、流、潮作用下,能够长期被约束在一定范围 内,所受的外载荷比普通油轮复杂得多,结构局部强度要做特殊设计。其二,作为载体,其上面包容着动模块、生产模块、储油模块、消防模块、生活模块等,在布局和分隔上更加讲究,安全性问题要 作重点考虑。在设计时除了要达到船舶建造入级规范、移动式 海上平台入级建造规范、浮式生产系统入级建造规范等通用性 规范外,还要顾及到国际海事组织（IM0）的MARP0L和SOLAS公约等 些行业技术标准（共38种标准）,安全、救生、环保等要求高。其三,FPSO的业主一般要求长期系泊在海上,进行不间断生产,因 此设计风险等级高（100年一遇的重现期）,防腐等耐久性措施要求 严,一般能做到20年或更长时间不进坞维修。China University Of Petroleum,BeijingFPSO组成与技术特点FPSO船体模块化吊装China University Of Petroleum,BeijingFPSO组成与技术特点3、油气处理系统FPSO的油气处理系统与陆上油气处理系统大体相同,包括油、气、水分离系统、计量系统、污水处理系统和火炬燃烧系统等。所不同的 是FPSO油气处理系统总体布局更加紧凑,安全规定更加严格;工艺流 程在确保顺畅的同时,重要模块的布局要顺应船体运动要求并留足维 修空间;具有比陆上集成化更高、配置更完备的自动化控制系统。在油气处理设备的选择上求高效、紧凑。如在流花油田的FPSO上采 用了电 脱盐/脱水合二为的技术装备,在个罐内可同时完成脱 盐/脱水,日处理液量可达4.77 X 104 m3。China University Of Petroleum,BeijingFPSO组成与技术特点FPSO油气处理系统China University Of Petroleum,BeijingFPSO组成与技术特点4、储油与外输系统储油和外输是FPSO的另一重 要功能。设计储油能般 依据油田产油量、不良天气 周期、水深条件等因素确 定,以使储油和外输相协 调,达到最佳经济指标。在 外输形式上分为漂浮式软管 外输、卷筒式外输、滑道式 外输等。FPSO储油罐China University Of Petroleum 5 Beijing二、FPSO组成与技术特点China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO组成与技术特点FPSO总体布局原则A、安全可靠,符合规范。总体布置必须满足规范对防火、防爆、逃生 等要求,使生活、指挥、消防设备、应急电站、救生设备、直升飞机 平台等（安全区）与油气处理区（危险区）尽量远离。对无自航能力 的FPSO,其安全区模块一般布置在船艄。B、大容积设备靠近中轴线布置。甲板上部的生产设备根据功能不同,常按模块划分,每个模块之间都设有通道。由于波浪作用在船体上发 生横摇的几率比纵摇大的多,而横摇会使船体产生巨大的扭曲应,该应的集中部位正是通道。因此,在模块布局上尽量将大容积设备 如斜板隔油器、分离器等靠近中轴线布置,以减少船体摇摆产生的扭 曲应。China University Of Petroleum,BeijingFPSO组成与技术特点c、方便生产操作和设备维修。设计主甲板和生产甲板之间的距离时,要考虑到最大设备的高度、高架管线的高度和维修操作的高度,一 般选择3n!以上。危险区与非危险区两模块的间距不小与3 mo非危险 区的通道宽度不小于2m。设在甲板上的吊机一般布置在左右两舷,前 后错位布置,使吊机能够覆盖绝大部分生产甲板。三、FPSO模块化组装实例海洋石油117(蓬勃号)组装全过程海洋石油11号是我国第一艘完全自主设计并建造的30万吨级海上浮 式生产储油轮(FPSO),这是国内迄今为止建造的吨位最大、造价最高、技术最新的FPSO建造项目,是全球最大的FPSO之一,同时具有全球 最大的上部模块系统。标志着我国在FPSO领域的设计与建造已居世界 先进行列。该船船体为双底双壳结构,船长323米,型宽63米,相当于3个标准足 球场的面积。从船底到烟囱1米,相当于24层楼高。可日加工19万桶 合格原油,储油能力可达200万桶原油,配有140人工作居住的上层建 筑及直升机平台。该船设计寿命25年,通过安装在船艄的软刚臂单点 系泊装置,长期系泊于固定海域,25年不脱卸,可抵御百年一遇的海三、FPSO模块化组装实例China University Of Petroleum 5 Beijing三、FPSO模块化组装实例海洋石油117号FPSO采用模块化组装,总共有P1,P2,P3，P4四个模块。行块组之的洋油7 进模化装前海石China University Of Petroleum 5 Beijing三、FPSO模块化组装实例P1模块组装P1模块是海洋石油117(FPSO蓬勃号)上部 模块(Topsides)中 左舷从船首算起的第 个模块。是两大主 配电间之一(FWD Switchgear Building)Pl模块 在新加坡胜宝旺船厂 第15号泊位(Berth 15)处建造。2006年7月8日P1模块 的第二层正在进行吊装China University Of Petroleum 5 Beijing FPSO模块化组装实例FPSO模块化组装实例2006年7月23日吊装艄主配电间的屋顶China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO模块化组装实例P2模块组装P2模块是海洋石油11的两大主发电模块之。S2模块与之基本对称,是另一个主发电 模块。该模块有两台主要设备,一台燃气透 平发电机和一台废热回收蒸汽发生器。透平 由通用电气(GE)旗下的位于意大利的 Nuovo Pignone公司制造,型号为MS5001A,发动机部分额定功率约为26300kW,整个撬 块约重87吨。废热回收装置则由美国The G.C.Broach Company制造,额定蒸发量为 68吨/小时。发电和废热回收联合装置可以 大大提高燃料的利用效率。整个P2模块重量 越过2100吨,在胜宝旺船厂的11号泊位(Berth 11)处建造。P2模块3D模型China University Of Petroleum,BeijingFPSO模块化组装实例China University Of Petroleum 5 Beijing三、FPSO模块化组装实例P3模块组装P3模块是上部模块中的固体(砂)处理及冷 却介质系统模块。是所有上部模块中分层最 多的模块。固体处理系统主用设备有两台 Slurry Injection Pumps,三台decanters,两台solid Centrifuges,两级的Solid Hydrocyclones,两个巨大的Solid Collection Tanks等等。冷却介质系统主要 包括些循环泵,膨胀罐和换热器等。主要 设计思路为:用海水冷却冷却介质,冷却介 质再去冷却其他工艺流体。另外,氮气发生 器系统也在该模块中。P3模块总重超过2300 吨,在胜宝旺船厂的14号泊位(Berth 14)处建造。P3模块3D模型China University Of Petroleum,BeijingP3模块整体由建造泊位处吊装到FPSO船体上。FPSO模块化组装实例P4模块组装P4模块是开始处理来自井口平台流体的第一个模块。在整个原油的 处理流程中,在该模块的部分压较高,故称该模块为高压分离模块。蓬勃号号设计有两条原油分离处理生产流程,或称为原油处理生产线。P4所在的生产线为“Train 1。S4模块与P4模块基本对称,模块内 的设备也基本是一致的,S4所在的生产流程称为“Train 2”。P4、S4模块的主要设备以静设备为主,这些主要设备包括个Solid Slug Catcher,这是井口流体引入FPSO后进入的第一个三相(油、气、水)分离器;两台加热器Inlet Feed Heater以提高下一级的分离效 果;一个流离水分离器Free Water Knockout Drums,这也是上部 模块中最大的个皤类容器;两台原油乳化液加热器Emulsion Heater;一台Gas Foam Heater及一台Produced Water Surge Drumo 主要的动设备只有一台Sand Jet Circulation Pump。P4 模 块总重越过1700吨,在新加坡胜宝旺船厂的12号泊位(Berth 12)处建造。China University Of Petroleum,Beijing三、FPSO模块化组装实例P4模块3D模型China University Of Petroleum 5 Beijing三、FPSO模块化组装实例吊装P4模块上层甲板P4模块的建造处-12号泊位China University Of Petroleum 5 Beijing三、FPSO模块化组装实例甲板吊装完成China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO模块化组装实例吊装三相分离器 吊装游离水分离器京好!(China University Of Petroleum,Beijing三、FPSO模块化组装实例China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO发展现状与未来展望FPSO海工结构至今不过30多年的历史。1976年壳牌石油公司用一艘 59000 t的旧油轮改装成了世界上第一艘FPSO,1977年应用在地中海 卡斯特利翁油田（西班牙近海）。由于FPSO具有储油多、投资省、可转 移等优点,所以得到迅速发展。目前FPSO的工作水深主要在10500 m,但随着海洋石油开采的深 度增加,大于500 m工作水深的FPSO将逐年增加。由Roar Ramde和挪威海 事技术公司联合设计、韩国现代重工施工建造的Ramfotm Banff号FPSO 工作水深达1 524 m（5 000英尺）,属英国所有,由Conoco公司作为操作 者,用于北海的Banff/Kyle深水油田，其抗风浪能力为百年一遇,浪高 可达16.76 m（55英尺）。China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO发展现状与未来展望Ramform Banff 号FPSO 作业水深达 1524mChina University Of Petroleum 5 Beijing四、FPSO发展现状与未来展望目前在用的FPSO的原油储存能力在10 X 10420 Xi0A4 m3的占 了大多数,最大原油储存能力达到31.8 xio4 n13,因此船的主要尺 寸也相当大,如巴西国家石油公司新建或改建的巴油31、巴油32 巴油33、巴油35、巴油37和FPSO VII、Nkossa N KP号等FPSO,其长度达到344.2 m（l 130英尺）,宽度达到54.3 m（178英尺）,型 深达到28.3 m（93英尺）,最大吃水深度达到22 m;日处理能力在5 000 10 000 m3的占了近1/2,最大日处理能力已超过30 000 m3,其中,由新加坡远东利文斯顿船厂（简称FEL S）建造、挪威国家石油 公司所有并操作使用的Norne号FPSO日处理能力达到3.5 x 104 m3（220 000 bbl）,生产水处理能力也较大,为19 900m3/d,注水 能力高达40 000 m3/doChina University Of Petroleum 5 Beijing、FPSO发展现状与未来展望Nome 号FPSOChina University Of Petroleum 5 Beijing四、FPSO发展现状与未来展望FPSO技术发展趋势随着科技发展和海上作业难度加大,海洋油气开采 工程装备正在向大型化、自动化、专用化方面发展,同时国际海事组织(IM0)对涉海船舶产品的安全、环保等方面的要求也越来越严格,当前 FPSO设备的技术发展主要体现在以下五个方面:(1)建造技术向模块化发展,周期缩短早期建造FPSO基本上都是在船体结构建成后,在甲板上安装各种生 产设备、主电站和热站等,建造一艘FPSO通常需要20个月或更长时间。目前,FPSO建造已开始采用了模块化生产艺,船体结构和上部设施 可以同时施工建造,使得FPSO建造周期可缩短至1014个月。China University Of Petroleum,Beijing四、FPSO发展现状与未来展望模块化组装,周期缩短China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO发展现状与未来展望(2)系泊技术创新,动配置加大新一代FPSO装置的系泊多为转塔式 多点辐射状系泊,有的还在艄瓶配 备多个侧向推进器,发展了第三代 动定位技术(DPS3)。多点系泊采 用锚链和钢缆相组合,也有采用高 防腐蚀的高强度聚脂纤维和锚链相 组合的方式;根据当前FPSO船体尺 寸增大以及作业能力增强的特点,新建的FPSO也相应配备了强大的动 系统,并设计采用侧推螺旋桨技 术以提高大尺寸船体在强风暴下的 生存能力,确保正常航行时的快速 性能。FPSO发动机China University Of Petroleum,BeijingFPSO发展现状与未来展望(3)降低油耗、循环利用过去FPSO生产的原油主要靠穿梭油船外输,油田中生产的天然气在 不值得铺设海底管线的情况下,只能将价值昂贵的天然气经分离处理 后通过FPSO的火炬将其烧掉;现在,FPSO具有将天然气处理并转换成 压缩天然气外输能力,即将海上采集的天然气压缩后用罐装,后用船 舶外输,或管道输运。(4)石油生产能力不断加强2003年据(maritime-reporter and engineering news杂志报 道,新加坡远东利文斯顿船厂为挪威国家石油公司建的“NORNE”号 FPSO,原油日处理能力达到了 3.5万立方米(计22万桶)；2005年,大 宇接获了世界上规模最大的一艘FPSO船订单,造价9.78亿美元,该船 可以储存石油216万桶,将在水深1400米的深海区作业。China University Of Petroleum,BeijingFPSO发展现状与未来展望(5)FPSO新概念船正在加速研发为了解决环境污染问题,提高FPSO系 统的环保性能,世界上出现了 LPGFPSO(浮式液化石油气生产储卸船)新概念船;如日本石川岛播磨重工正在 建造世界上第一艘LPGFPSO,一家瑞士 公司已和日本三井重工及石川岛播磨重 签订了该船单点系泊技术、采购及建 造服务合约。另外,近海油气工业界也 在不断进行探索,试图把油气钻井设备 并入FPSO,变为FDPSO。业内专家分析 认为,随着世界各国石油需求量的快速 增长,新一代FPSO技术将不断涌现。LPG FPSOChina University Of Petroleum,Beijing、FPSO发展现状与未来展望四、FPSO发展现状与未来展望我国FPSO发展及研制现状中国海洋石油总公司是国内目前惟应用FPSO的公司,1986年在我国北部湾油气开发中首次采用了FPSO,是由一艘载重17 X ION t的旧油 轮改造而成,命名为“南海希望”号。我国自行设计建造的第1艘FPSO是在1989年由中国船舶工业第08研 究所设计、上海沪东造船厂建造的“渤海友谊”号,采用软刚臂系泊方式,工作水深23 m。“渤海友谊号”浮式生产储油船的设计与建造成功实现了 国内浮式生产储油轮建造零的突破,它对世界FPSO技术的贡献在于首次 将FPSO用于有冰的渤中28-1油田海域,是我国船舶工业在海洋工程领域 的标志性产品,该船机动灵活,已成功用于渤海3个油田的开发,是获得 奖项最多、最高的项目,也是我国海洋工程具有标志性的项目。China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO发展现状与未来展望渤海友谊号China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO发展现状与未来展望进入20世纪90年代,中国海洋石 油总公司又相继建造了“南海发现 号”、“南海开拓号”和“南海胜利 号”,分别在南海惠州油田、西江油 田、流花油田和陆丰油田作业。截 止到2004年,中国海洋石油总公司 共有FPSO 13艘,最小的是在渤中 28-1油田的“渤海友谊号”,载质量 5.2 xio八4 t;最大的是在渤中 25-!油田的“海洋石油113号”,储 油量 17 X 10A4t,2004-06 建成。我国已成为世界上新FPSO数量最多 国家。南海胜利号China University Of Petroleum 5 Beijing四、FPSO发展现状与未来展望“海洋石油T13号”船体总长287.4m,型宽51m,型深20.6m,为双底双壳结 构,有10个货油舱,总储油量110万 桶,船体自重约为40义104 kN。理 论适用水深20-20000）。它集原油处理 檐存、外输为一体。该轮无自航能 力,甲板面积相当于2.5个足球场,从船底到上部建筑共45m,船上共有 10个原油舱,最大的一个容积为1.5 万m3。船上定员130人。船上有4座发 海洋石油T13号电站,配备4台1.25万kW的燃气透发电机。船上设有信息中心和通讯指 挥中心,6个钻井平台上的流程控制 信号都将传输到这两个中心。海洋石 油113上设有直升机机场,可起降直 升机。项目总投资超过17亿元人民币 海洋石油113.flvChina University Of Petroleum 5 Beijing四、FPSO发展现状与未来展望中国船舶工业集团公司第七 八研究所是国内主要FPSO研 究设计机构,20年来该所 已研发设计了具有世界先进 水平的各类FPSO船10余艘,约占全球总量的1/6,实现 了由小吨位到大吨位,由软 刚臂式到内转塔式,由旁输 到尾输,从适用于海况良好 区域到海况恶劣区域,从适 用浅海海域到适用较深海域,从国内走向全號的转变。表1日内部分FPSO載配z従靠泊方式IR务涉田静悔亙谊号 5執期式世中1白田力而居年号S2 TY期情式曲中33通田砒闕秋号S 5 W執刚臂式塀中3*!藩田能用世配号IS 0 1C4内防塔式，皇岛3上6田浦发现号。X!内转珞式単州:卜1法田*権开拓号内转塔式目丰1田南阳静号90次内转塔式知丰2NI湯田得洋硒Hi0胃件内黄塔式番田2福田仰洋石港m1$xir期僧式妃甸1H僧田传倬石商!BI、t54抑1臂式助中1港田将洋石泊!15。、内存塔式爾褥田府浮石招!11&0内转塔式文回新泊田群埠洋石力H7论。乂软刚臂式China University Of Petroleum 5 BeijingFPSO发展现状与未来展望我国从单纯设计、建造更大储 油能力的结构来讲是没有问题 的,但目前尚无整体设计FPSO 的实践（包括更深的工作水深 和更大的储油能力）,大型油 轮的建造水平基本与当代世界 水平同步,但独立设计大型油 轮的能力略逊于国外先进水平,且尚无建造特大型油轮的船坞 设施。上海外高桥造船厂拥有生产 30万吨级FPSO能力China University Of Petroleum,Beijing海洋石油111海洋石油112海洋石油115海洋石油116cnoocFPSO发展现状与未来展望FPSO发展未来展望 规模大型化 系统复杂化 管理自动化 海况多样化 环保安全化 功能多样化 船型多样化China University Of Petroleum 5 Beijing五、FPSO单点系泊系统简介根据不同海域/海况条 件,目前世界上FPSO主 要采用的系泊方式有单 点系泊系统和多点系泊 系统。单点系泊是指锚泊系统与 船体只有一个接触点,多点系泊是指锚泊系统 与船体有多个接触点。China University Of Petroleum 5 Beijing五、FPSO单点系泊系统简介单点系泊系统单点系泊系统是英文Single Piont Mooring System的中译词（简称 SPM）,它的主要作用是将FPSO定位于预定海域,起着输送井流、电、通信等功能,同时使FPSO具有风向标效应,在各种风浪流作用下 使FPSO受力最小,从而保证FPSO在海上能长期持续作业。单点系泊系 统是海洋石油开发的重要设施之。单点系泊系统被用于海洋石油开发,主要有两种作用,其一被用于 定位系泊FPSO,其二被用于外输原油终端。单点系泊系统被大量采用,主要原因是它的适应水深范围比较大,可系泊超大型油轮或FPSO、抵抗海洋环境能力强,在一定条件下经济 性良好,因此从可靠性和经济性的观点考虑,采用单点系泊系统为 种较加选择。单点系泊系统.aviChina University Of Petroleum,Beijing五、FPSO单点系泊系统简介单点系泊系统示意图China University Of Petroleum 5 Beijing五、FPSO单点系泊系统简介单点系泊系统从20世纪50年代后期发展到现在,已经成为广泛使用的 种海上系泊油轮的方式。它对海上油田的开发起着极为重要的作 用,具有很多优点,而且这种技术本身还在不断地发展之中。归纳起 来,它适用于以下几个方面:可作为进出口原油的深水港,供大型或超大型油轮系泊和装卸原油,能充分发挥大型油轮经济运输的优越性,而不必花费巨额投资去建设 深水瀬海上大山油田的开发是十分复杂的,固定生产设备的投资大,建设时 间长,在储量尚未充分掌握之前,很难作出切合实际的技术决策,采 用单点系泊装置为核心的早期生产系统,可以提早开发油田,为油田 永久性开发的技术决策提供依据。单点系泊装置是边际油田、深海油田及离岸遥远油田经济开采的先进 技术手段。可在经济上或技术上不宜铺管的海域代替海底输油管道。能系泊海上石油加工处理厂,回收和利用石油伴生气,使海洋石油资 源得到合理利用。China University Of Petroleum,Beijing五、FPSO单点系泊系统简介单点系泊装置的类型单点系泊装置主要有两种基本类型,即悬链式浮筒系泊装置和单锚 腿系泊装置。根据海上油田开发的需要和海况条件的要求,在这两种 基本类型的基础上,单点系泊技术不断改进,逐步发展为多种类型的 系泊装置,主要有:、悬链式浮筒系泊装置（简称CALM）;二、单 锚腿系泊装置（简称SALM）;三.单浮筒刚臂系泊装置（简称 SBS）;四.单锚腿刚臂系泊装置（简称SALS）;五、导管架塔式刚 臂系泊装置;六.固定塔式单点系泊装置等。目前在我国海上油田采用的单点系泊装置大概有4种:固定塔式单点 系泊装置、导管架塔式刚性臂系泊装置、可解脱式转塔浮筒系泊装置、永久式转塔系泊装置。China University Of Petroleum,Beijing五、FPSO单点系泊系统简介、悬链式浮筒系泊装置（Catenary Anchor Leg Mooring,简称CALM）这种装置是单点系泊装置中最早出现的种型式,也是数量最多的 种。它使用一个大直径（约1017m）的圆柱形浮筒作为主体,以4 条以上的长垂曲线锚链固定在海底基座上。浮筒是具有弹性的（即能 吸收外力冲击能量）,能在一定范围内漂移。浮筒上部是个装有轴 承可旋转360度的转台,上面配有系泊桩柱、输油管线、阀门、流体 旋转头、航标灯以及必要的起重设备等。中心部位的流体旋转头,下 面连接着水下软管和海底输油管汇,上面连接着漂浮软管并通向油轮。油轮是用缆绳系泊在浮筒转台的桩柱上,在风、浪、潮、流的影响 下,油轮能围绕系泊点漂移转动,使之处在最小受位置,这就是该 系泊装置独特的系泊弹性风标性。它大大降低了系泊负荷,缓冲 了风浪对系统的冲击,也是单点系泊系统的主要特点之一。China University Of Petroleum,Beijing五、FPSO单点系泊系统简介悬链式浮筒系泊装置China University Of Petroleum,Beijing五、FPSO单点系泊系统简介悬链式浮筒系泊装置的主要优 点是结构简单、便于制造和安 装;它的组成部件除旋转头和 软管之外,都是常规产品,设 计、制造、安装简便、造价低 廉。它的缺点是要求海底地貌 平坦,浮筒的漂移、升沉随环 境条件的恶劣而增长,这将使 水下软管过度挠曲而易于损坏。在持续摇荡期间,工作艇难于 靠近,给维修保养工作带来不 便。悬链式浮筒系泊装置China University Of Petroleum 5 Beijing五、FPSO单点系泊系统简介、单锚腿系泊装置(Single Anchor Leg Mooring,简称SALM)这种系泊装置既适用于浅水区,又适用于深水区,如果用于深水区,则锚链下端需连接一段内有输油管的立管,立管上头与锚链较接,下 头较接在海底基座上。立管可在任意方向摆动。流体旋转头安装在立 管顶部。流体旋转头以上的所有部件都可以转动。该装置它有一个细 长的圆柱形浮筒,通常直径约为67m,高度约为15m。浮筒下面用 锚链拉住,锚链的下端固定在海底基座上。由于浮筒具有正的剩余浮 力,所以锚链始终保持一定的张力。海底基座是以承受浮筒的正浮力 和最大系泊载荷为条件的。锚链与浮筒之间、锚链与海底基座之间,都用万向接头相连接;这种结构能使整个浮筒和油轮围绕系泊中心转 动,而无需在浮筒上面安装轴承和转台。输油管路不通过浮筒,水下 软管与漂浮软管合为一条,直通油轮。China University Of Petroleum,Beijing五、FPS单点系泊系统简介标志灯歸細醱ML新睡立管的单锚腿系泊厳嘴带立管的单锚腿系泊装置China University Of Petroleum,Beijing五、FPSO单点系泊系统简介单锚腿系泊装置China University Of Petroleum 5 Beijing五、FPSO单点系泊系统简介三.单浮筒刚臂系泊装置(Single Bouy Storage,简称 SBS)该装置是在悬链式浮筒系泊装 置的基础上发展起来的,其主要 差别是用刚性朝臂系泊取代缆绳 系泊。刚性轨臂与储油轮之间的 铁链连接,允许产生纵摇;它的 另一端支持在浮筒上,可以围绕 浮筒旋转,并通过万向接头连接 在起,这样就可使浮筒、刚性 朝臂油轮的摇摆角各自独立。大 多数刚性机臂都设计成A字架形 式,采用封闭的箱型结构。单浮筒刚臂系泊装置China University Of Petroleum,Beijing五、FPSO单点系泊系统简介单浮筒刚臂系泊装置破China University Of Petroleum 5 Beijing五、FPSO单点系泊系统简介四.单锚腿刚臂系泊装置(Single Anchor Leg Storage,简称SALS)该装置是在单锚腿系泊装置的 基础上发展起来的。刚性机臂 与油轮是钛链连接,舁通过 个允许有相对纵摇和横摇运动 的较链接头与系泊立管相连。钱链接头通过滚柱轴承连接到 立管顶部,使机臂和油轮能随 风摆动。与立管组合在起的 浮力舱趋于使立管保持垂直位 置,从而为油轮保持在停泊点 位置提供了恢复。立管底部 是通过万向接头与海底的锚定 底座相连的。滋网承China University Of Petroleum 5 Beijing五、FPSO单点系泊系统简介单锚腿刚臂系泊装置China University Of Petroleum 5 Beijing五、FPSO单点系泊系统简介五、导管架塔式刚臂系泊装置右图是我国渤海某油田采用的导管架 塔式刚臂系泊装置。浮式生产储油 轮是借助于系泊刚臂连接到导管架 上。系泊头安装在导管架顶部中央 的将军头上。系泊头上安装有转输 油、气、水的流体旋转头和一个转 动轴承,它可以使生产储油轮和系 泊刚臂起绕着导管架转动。系泊臂是个刚性“A”字形钢管构 架,其前端依靠横摇一纵摇绞接头 与系泊头相连接,后端依靠系泊腿 与生产储油轮的系泊构架连接。导管架塔式刚臂系泊装置China University Of Petroleum 5 Beijing五、FPSO单点系泊系统简介在系泊刚臂后的压载舱中,装有防冻 的压载液。当系泊系统处于平衡状态 时,悬吊系泊刚臂的系泊腿是垂直的。当生产储油轮由于环境而移动时,系泊刚臂被抬起,从而产生恢复,迫使生产储油轮回到平衡位置。系泊 腿的上、下端均用万向节分别与系泊 构架和系泊刚臂相连接。系泊刚臂的 前端和系泊头的连接是横摇纵摇绞 接头,再加系泊头上的转动轴承,这 就使生产储油轮在风浪中,能自由地 进行所谓的六向运动（即纵摇、横摇、前后移动、升沉、漂移、摆艄）。导管架塔式刚臂系泊装置China University Of Petroleum 5 Beijing五、FPSO单点系泊系统简介导管架塔式刚臂系