Floating Production Storage and OffloadingFPSO

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3、26 18:09 上傳下載附件(32.29 KB)主要內(nèi)容FPSO簡(jiǎn)介國內(nèi)外FPSO的研制及發(fā)展現(xiàn)狀FPSO的組成結(jié)構(gòu)及主體設(shè)計(jì)FPSO的生產(chǎn)工藝流程FPSO的未來發(fā)展趨勢(shì)1. FPSO概念    FPSO是英文Floating Production Storage and Offloading的縮寫，中文譯為浮式生產(chǎn)、儲(chǔ)油、卸油船。這種船并不是一種真正意義上用于運(yùn)輸?shù)拇嬗猩a(chǎn)、儲(chǔ)油、卸油的功能，一般與水下采油裝置和穿梭油船組成一套完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，是目前海洋工程船舶中的高技術(shù)產(chǎn)品。近年來FPSO船市場(chǎng)十分興旺，世界各大船廠都紛紛加入到FPSO建造大軍中，競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。

4、我國也是這一建造大軍中的一員，并在FPSO建造方面取得了突破性進(jìn)展。一. FPSO簡(jiǎn)介       FPSO外形類似油船，但其復(fù)雜程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于油船，涉及的復(fù)雜系統(tǒng)包括二十幾個(gè)大類，例如：?jiǎn)吸c(diǎn)錨泊系統(tǒng)、動(dòng)力定位系統(tǒng)、油處理系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、注水處理系統(tǒng)和直升機(jī)起降系統(tǒng)等，這類系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)型船中很少遇到。其他的惰性氣體發(fā)生系統(tǒng)、消防救生系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)等都要高于運(yùn)輸型船舶的建造要求。2. FPSO特點(diǎn)          FPSO 的主要特點(diǎn)為機(jī)動(dòng)性和運(yùn)移性好，具有適應(yīng)深水采油（與海底完井系

5、統(tǒng)組合）的能力、在深水域中較大的抗風(fēng)浪能力、大產(chǎn)量的油氣水生產(chǎn)處理能力和大的原油儲(chǔ)存能力。FPSO可以與導(dǎo)管架井口平臺(tái)組合，也可以與自升式鉆采平臺(tái)組合成為完整的海上采油、油氣處理和儲(chǔ)油、卸油系統(tǒng)，但更主要的是用于深水采油，與海底采油系統(tǒng)（包括海底采油樹、海底注水井、海底管匯等）和穿梭油輪組合成為完整的深水采油、油氣處理、原油儲(chǔ)存和卸油系統(tǒng)（如下圖）。浮式生產(chǎn)設(shè)施的應(yīng)用已很普遍，在全世界已有100多艘FPSO正在操作運(yùn)行，甚至有取代固定式平臺(tái)的趨勢(shì)。FPSO是把生產(chǎn)分離設(shè)備、注水（氣）設(shè)備、公用設(shè)備以及生活設(shè)施等安裝在一艘具有儲(chǔ)油和卸油功能的油輪上，油氣通過海底管道輸?shù)絾吸c(diǎn)后，經(jīng)單點(diǎn)上的油氣通道

6、通過軟管輸?shù)接洼啠‵PSO）上， FPSO上的油氣處理設(shè)施將油、氣、水進(jìn)行分離處理，分離出的合格原油儲(chǔ)存在FPSO上的油艙內(nèi)，計(jì)量標(biāo)定后由穿梭油輪運(yùn)走。3. FPSO功能 （1）兼有生產(chǎn)和儲(chǔ)油的作用，是一座海上油氣加工廠，具有小至幾千立方米，大到幾百萬立方米的油氣處理能力。（2）是一座儲(chǔ)油輪，目前世界上正在服役的FPSO，其儲(chǔ)油能力已達(dá)35萬噸。（3）適應(yīng)能力強(qiáng)，可在20-1000m 水深范圍內(nèi)工作。（4）可省去外輸海底管道，用穿梭油輪將商品油運(yùn)往外地。（5）設(shè)計(jì)重現(xiàn)期高（100年），抗風(fēng)浪能力強(qiáng)，可長(zhǎng)期系泊、連續(xù)工作。（6）與“固定式導(dǎo)管架平臺(tái)+海底管道”方案相比，具有投資省、見效快、可重復(fù)

7、使用、風(fēng)險(xiǎn)小等特點(diǎn)，特別適用于遠(yuǎn)離海岸的中、深海及邊際油田的開發(fā)。有人將FPSO列為近10年來海上油氣開發(fā)的主流方式，稱之為海工裝備中最耀眼的“明星”。4. FPSO種類     從總體結(jié)構(gòu)上看， FPSO是被系泊約束了的船。因此系泊系統(tǒng)是FPSO的關(guān)鍵技術(shù)之一。按系泊方式不同可分為以下三種類型：（1）轉(zhuǎn)塔式：在船艏部位設(shè)STP內(nèi)轉(zhuǎn)塔筒體結(jié)構(gòu)，在錐型筒體結(jié)構(gòu)與船體之間，設(shè)置若干加強(qiáng)板。 STP內(nèi)轉(zhuǎn)塔高度一般與船的型深相同，下部直徑超過10m。 STP內(nèi)轉(zhuǎn)塔底部用多點(diǎn)錨鏈與海底固定。中海油的“南海發(fā)現(xiàn)”號(hào)、“南海開拓”號(hào)就屬于內(nèi)轉(zhuǎn)塔式浮式生產(chǎn)系統(tǒng)。（如圖）（2）軟剛臂式：軟剛

8、臂式浮式生產(chǎn)系統(tǒng)由導(dǎo)管架、旋轉(zhuǎn)接頭、系泊鉸接臂以及儲(chǔ)油輪上的支架組成。由于剛臂連接處為鉸接，可繞著導(dǎo)管架上的將軍柱隨風(fēng)浪、潮流轉(zhuǎn)動(dòng)，隨涌浪在一定范圍內(nèi)升降、搖擺，所以稱之為軟剛臂式單點(diǎn)系泊。如渤中28-1、渤中34-2、綏中36-1 等就屬于軟剛臂式浮式生產(chǎn)系統(tǒng)（如圖）3）硬剛臂式：硬剛臂與軟剛臂有許多相似之處，也可隨風(fēng)浪、潮浪轉(zhuǎn)動(dòng)，但剛臂與船體之間為剛性連接，錨固單點(diǎn)與船體保持同步升降。5. FPSO主要優(yōu)點(diǎn)    隨著海洋油氣田的開發(fā)、生產(chǎn)向深海不斷進(jìn)入，F(xiàn)PSO與其他海洋鉆井平臺(tái)相比，優(yōu)勢(shì)明顯，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：生產(chǎn)系統(tǒng)投產(chǎn)快，投資低，若采用油船改裝成FPSO，

9、優(yōu)勢(shì)更為顯著。 而且目前很容易找到船齡不高，工況適宜的大型油船。甲板面積寬闊，承重能力與抗風(fēng)浪環(huán)境能力強(qiáng)，便于生產(chǎn)設(shè)備布置。儲(chǔ)油能力大，船上原油可定期、安全、快速地通過卸油裝置卸入穿梭油船中運(yùn)輸?shù)桨渡?，穿梭油船不僅可與FPSO串聯(lián)，也可傍靠FPSO系泊。最新FPSO還具備了海上天然氣分離壓縮罐裝能力。應(yīng)用靈活，移動(dòng)方便，其海上自航能力是其他海洋平臺(tái)系統(tǒng)所不具備的，因此，F(xiàn)PSO可根據(jù)作業(yè)需要和實(shí)際情況迅速轉(zhuǎn)換工作海域和回廠檢修。國外FPSO的發(fā)展及研制現(xiàn)狀國內(nèi)FPSO的發(fā)展及研制現(xiàn)狀FPSO海工結(jié)構(gòu)至今不過30多年的歷史。1976年殼牌石油公司用一艘59000t的舊油輪改裝成了世界上第一艘FP

10、SO，1977年應(yīng)用在地中?？ㄋ固乩逃吞?西班牙近海)。由于FPSO具有儲(chǔ)油多、投資省、可轉(zhuǎn)移等優(yōu)點(diǎn)，所以得到迅速發(fā)展。    據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，截止到2003-08，全世界投入運(yùn)行和在建的FPSO為119艘(根據(jù)Penn Well公司調(diào)查，F(xiàn)PSO的數(shù)量為137艘)，其中舊船改造65艘，占54.6%；新建54艘，占45.4%，截止到2003-09，全世界正在建造的FPSO有11艘，其中韓國現(xiàn)代重工為Exxon Mobil 公司建造的FPSO 排水量達(dá)到了3618 萬噸，至2009年，全世界投入運(yùn)行FPSO有149艘。目前FPSO 的工作水深主要在100500 m，但隨著采油工

11、作水深的增加，大于500 m工作水深的FPSO將逐年增加。由Roar Ramde和挪威海事技術(shù)公司聯(lián)合設(shè)計(jì)、韓國現(xiàn)代重工施工建造的Ramform Banff 號(hào)FPSO 工作水深達(dá)1 524 m(5 000英尺)，屬英國所有，由Conoco公司作為操作者計(jì)劃用于北海的Banff/Kyle 深水油田，其抗風(fēng)浪能力為百年一遇，浪高可達(dá)16.76 m (55 英尺) 。   另一艘英國所有、工作水深達(dá)2 000 m(6 560英尺) 、堪稱目前世界頂級(jí)采油水深的浮(船)式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油船，由Harland&Wolff 負(fù)責(zé)全部設(shè)計(jì)和建造，由巴西國家石油公司承擔(dān)操作，用于深海

12、海底完井系統(tǒng)組合的采油。這些FPSO 的適應(yīng)風(fēng)暴能力大都為50a 或100a 一遇，有相當(dāng)數(shù)量屬于非解脫型，即在大風(fēng)暴來臨時(shí)，仍然錨泊在采油原位而無需將船用液壓連接或脫卸機(jī)構(gòu)快速解脫而避風(fēng)浪。   目前在用的FPSO 的原油儲(chǔ)存能力在10 ×10420 ×104 m3 的占了大多數(shù)，最大原油儲(chǔ)存能力達(dá)到31.8 ×104 m3 ， 因此船的主要尺寸也相當(dāng)大，如巴西國家石油公司的巴油31 、巴油32 、巴油33 、巴油35 、巴油37 和FPSO 、“N”kossa N KP號(hào)等FPSO ，其長(zhǎng)度達(dá)到344.2 m(1 130英尺) ，寬度達(dá)到5

13、4.3 m (178 英尺) ，型深達(dá)到28.3 m (93英尺) ，最大吃水深度達(dá)到22 m ;日處理能力在5 00010 000 m3 的占了近1/ 2 ，最大日處理能力已超過30 000 m3 ，其中，由新加坡遠(yuǎn)東利文斯頓船廠(簡(jiǎn)稱FEL S) 建造、挪威國家石油公司所有并操作使用的Norne 號(hào)FPSO 日處理能力達(dá)到3.5 ×104 m3(220 000 bbl) ，生產(chǎn)水處理能力也較大， 為19 900m3 / d ，注水能力高達(dá)40 000 m3 / d。  該船設(shè)計(jì)使用壽命為25年，可以做到20年不靠岸，它具有抗強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的能力，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)襲來時(shí)，即使13

14、0名船員全部撤離，整個(gè)FPSO仍可保證自動(dòng)采油、加工、儲(chǔ)存和發(fā)電。“海洋石油-113 號(hào)”從設(shè)計(jì)啟動(dòng)到投產(chǎn)，目標(biāo)工期為22 個(gè)月。設(shè)計(jì)、施工由上海外高橋造船有限公司、中海油渤海公司、中海油海洋工程公司和中國船舶工業(yè)第708研究所共同完成，上海船檢局監(jiān)造，設(shè)計(jì)工時(shí)累計(jì)達(dá)30萬小時(shí)，項(xiàng)目總投資超過17億元人民幣。      FPSO由海底系統(tǒng)、船體系統(tǒng)、系泊定位系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、油氣處理系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)、儲(chǔ)油與外輸系統(tǒng)、生活系統(tǒng)等十幾個(gè)大類組成。（1）海底系統(tǒng)       海底系統(tǒng)由基座、水下臥式采油樹、海底管匯、液壓

15、井控、立管等組成。以陸豐22-1油田為例，海底井口布置成緊湊的扇型，長(zhǎng)寬各9m，各井口的原油通過各自的采油樹匯集到中心管匯中，然后由兩條177.8mm(7in)的海底生產(chǎn)管道輸送到儲(chǔ)油輪上。設(shè)計(jì)中未考慮修井功能，但設(shè)置了水下泥線增壓泵和ROV水下機(jī)器人，增壓泵的排量為25000 桶/d，由400kW 的馬達(dá)帶動(dòng)，增壓泵的電纜有3種不同的功能（供電、信號(hào)傳輸、補(bǔ)壓），電纜（10000v，246A）可以進(jìn)行濕式接頭作業(yè)。  井控所需的各種信號(hào)以及中控室對(duì)電、液、閥等各種指令通過海底電纜傳送。有人把海底井口系統(tǒng)稱為具有高技術(shù)含量、富有挑戰(zhàn)的環(huán)節(jié)之一。陸豐22-1井口底盤，由挪威K

16、OS海洋工程公司與FMC井口設(shè)備制造公司共同研制，中心模塊重300kN。中心模塊和中心管匯在海上安裝共用了331h。如圖所示：       2）船體系統(tǒng)          FPSO外形類似油輪， 但復(fù)雜程度遠(yuǎn)高于油輪。         其一，船體在風(fēng)、浪、流、潮作用下，能夠長(zhǎng)期被約束在一定范圍內(nèi)，所受的外載荷比普通油輪復(fù)雜得多，結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度要做特殊設(shè)計(jì)。         其二，

17、作為載體，其上面包容著動(dòng)力模塊、生產(chǎn)模塊、儲(chǔ)油模塊、消防模塊、生活模塊等，在布局和分隔上更加講究， 安全性問題要作重點(diǎn)考慮。在設(shè)計(jì)時(shí)除了要達(dá)到船舶建造入級(jí)規(guī)范、移動(dòng)式海上平臺(tái)入級(jí)建造規(guī)范、浮式生產(chǎn)系統(tǒng)入級(jí)建造規(guī)范等通用性規(guī)范外，還要顧及到國際海事組織（IMO）的MARPOL和SOLAS 公約等一些行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（共38 種標(biāo)準(zhǔn)），安全、救生、環(huán)保等要求高。        其三， FPSO的業(yè)主一般要求長(zhǎng)期系泊在海上，進(jìn)行不間斷生產(chǎn)，因此設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高（100年一遇的重現(xiàn)期）， 防腐等耐久性措施要求嚴(yán)，一般能做到20年或更長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)塢維修

18、。（3）系泊定位系統(tǒng)          系泊定位系統(tǒng)是FPSO中最有特點(diǎn)的系統(tǒng)。它通過導(dǎo)管架或吸力錨提供足夠的系泊力。按系泊方式分為單點(diǎn)系泊和多點(diǎn)系泊。如圖：   單點(diǎn)系泊是指錨泊系統(tǒng)與船體只有一個(gè)接觸點(diǎn)，多點(diǎn)系泊是指錨泊系統(tǒng)與船體有多個(gè)接觸點(diǎn)。如南海流花11-1油田的FPSO ，該海域水深310m，由半潛式生產(chǎn)平臺(tái)和浮式儲(chǔ)油、卸油兩套裝置組成。其中，半潛式生產(chǎn)平臺(tái)采用了11條127mm的錨鏈+深水吸力錨組成的系泊系統(tǒng)， 為多點(diǎn)系泊；浮式儲(chǔ)油、卸油裝置也用吸力錨提供錨固力，其特別之處是采用了10條114mm 的錨鏈

19、系泊在一個(gè)沉沒式浮筒上，再由浮筒通過專用接頭與船體相連，為單點(diǎn)系泊。  系泊定位系統(tǒng)具有機(jī)械強(qiáng)度高、密封性好的機(jī)械旋轉(zhuǎn)頭。該旋轉(zhuǎn)頭可隨風(fēng)、浪、流轉(zhuǎn)動(dòng)，不僅承受著巨大的動(dòng)荷載，而且還要在運(yùn)動(dòng)中保證管道暢通、供電和信號(hào)的傳輸。例如“睦寧號(hào)” FPSO的旋轉(zhuǎn)頭有2 條直徑203.2mm 的原油生產(chǎn)立管、6條高壓電纜、1組液壓動(dòng)力管和1組信號(hào)采集與傳輸電纜。這些從海底傳接過來的立管（電纜）包括生產(chǎn)集液旋轉(zhuǎn)頭、電刷接頭、液壓控制接頭和電信號(hào)接頭，根據(jù)其尺寸大小依次從上到下分層布置，通過可解脫接頭實(shí)現(xiàn)管道與船體的連接。這種可解脫接頭技術(shù)含量高，目前尚未國產(chǎn)化，一直被國外公司所壟斷。（4

20、）油氣處理系統(tǒng)           FPSO的油氣處理系統(tǒng)與陸上油氣處理系統(tǒng)大體相同，包括油、氣、水分離系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)和火炬燃燒系統(tǒng)等。所不同的是FPSO油氣處理系統(tǒng)總體布局更加緊湊，安全規(guī)定更加嚴(yán)格；工藝流程在確保順暢的同時(shí)，重要模塊的布局要順應(yīng)船體運(yùn)動(dòng)要求并留足維修空間；具有比陸上集成化更高、配置更完備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。          在油氣處理設(shè)備的選擇上力求高效、緊湊。如在流花油田的FPSO上采用了電脫鹽/脫水合二為一的技術(shù)裝備，

21、在一個(gè)罐內(nèi)可同時(shí)完成脫鹽/脫水，日處理液量可達(dá)4.77 ×104 m3。（5）儲(chǔ)油與外輸系統(tǒng)        儲(chǔ)油和外輸是FPSO的另一重要功能。設(shè)計(jì)儲(chǔ)油能力一般依據(jù)油田產(chǎn)油量、不良天氣周期、水深條件等因素確定，以使儲(chǔ)油和外輸相協(xié)調(diào)，達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在外輸形式上分為漂浮式軟管外輸、卷筒式外輸、滑道式外輸?shù)龋鐖D所示：  外輸系統(tǒng)中所用的軟管為專用管材，由萬向接頭、液壓快速接頭等組成的外輸連接設(shè)備，在機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕、抗疲勞能力、密封性能等方面技術(shù)要求高，這一關(guān)鍵設(shè)備也被少數(shù)外國公司所壟斷。如BZ-34 油

22、田的旋轉(zhuǎn)接頭，由固定部分的內(nèi)環(huán)和旋轉(zhuǎn)部分的外環(huán)組成。在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間，有直徑152.4mm 的環(huán)形槽，即輸送液體的通道。在全天候工作狀態(tài)下，主軸承的軸向位移不得超過0.8mm。旋轉(zhuǎn)接頭上設(shè)有4道密封，即環(huán)形槽上下兩端各有2 道密封。每道密封之間設(shè)有檢漏孔，當(dāng)檢漏孔發(fā)現(xiàn)1 道密封漏油時(shí)，可通過檢漏孔將第1道密封堵死，第2道密封開始起作用，如圖所示：（6）生活系統(tǒng)       FPSO的生活樓無論怎樣布置，都是處于危險(xiǎn)油氣之間。所以，生活樓布置在船艏或船艉，各有利弊。但特別要注意生活樓本身的安全性。       生活樓

23、在船艏、外輸油系統(tǒng)及火炬塔在船艉的布置格局：生活樓處于生產(chǎn)工藝流程模塊和尾部外輸油系統(tǒng)的危險(xiǎn)油氣上風(fēng)向，但處于首部輸油管危險(xiǎn)油氣的下風(fēng)向。       生活樓及外輸油系統(tǒng)在船艉、火炬塔在船艏的布置格局：生活樓處于艉部外輸油系統(tǒng)油氣上風(fēng)向，但處于艏部輸油管和生產(chǎn)工藝流程模塊危險(xiǎn)油氣的下風(fēng)向。生活樓布置在船艉，還需注意動(dòng)力模塊主發(fā)電機(jī)組排出的廢氣很可能隨著風(fēng)向飄向船艉，從而對(duì)生活區(qū)有影響，并有可能干擾直升飛機(jī)的起降。最大儲(chǔ)油量：5.1697×104t型寬：31m生產(chǎn)分離器：2臺(tái)電脫水器：1臺(tái)注水系統(tǒng)：1污水處理系統(tǒng)：1供熱系統(tǒng)：1發(fā)電系統(tǒng)：1原油計(jì)

24、量外輸系統(tǒng)：1生活模塊：69人直升飛機(jī)坪：1最大儲(chǔ)油量：4.48×104t型長(zhǎng)：208m生產(chǎn)分離器：2臺(tái)電脫水器：1臺(tái)空氣壓縮器：2臺(tái)污水處理系統(tǒng)：1供熱系統(tǒng)：1發(fā)電系統(tǒng)：2×2500kw+630kw原油計(jì)量外輸系統(tǒng)：1生活模塊：69人直升飛機(jī)坪：1        FPSO設(shè)計(jì)與猶如油船一樣，首先應(yīng)了解FPSO有哪些部分構(gòu)成，確定基本的布置格局。FPSO的構(gòu)成基本前面已經(jīng)簡(jiǎn)單敘述，包括船體系統(tǒng)、系泊系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝流程模塊、生活系統(tǒng)等部分。FPSO比油船多了火炬塔、生產(chǎn)工藝流程模塊以及直升機(jī)平臺(tái)等部分。FPSO布置時(shí)

25、，就是要全面考慮這些構(gòu)成之間合理布局與協(xié)調(diào)。       人們將FPSO比喻為一枚“定時(shí)炸彈”，說明FPSO安全性是絕對(duì)的重要。所以確定FPSO布置基本格局時(shí)，要綜合考慮涉及作業(yè)、安全等各方面要求，并結(jié)合FPSO運(yùn)動(dòng)性能一起考慮。FPSO的總體布置應(yīng)依據(jù)下述原則進(jìn)行：（1） 安全可靠，符合規(guī)范要求a壓載水艙的寬度要滿足FPSO最小的吃水要求。一般的FPSO可以設(shè)計(jì)成單底結(jié)構(gòu)，但是對(duì)于淺吃水型FPSO，為滿足國際防污染公約，船體應(yīng)該為雙底雙殼。設(shè)置雙底的主要優(yōu)點(diǎn)是：有利于儲(chǔ)油艙保溫，有利于保護(hù)船底免受破壞，平直的內(nèi)底便于洗艙，并且便于從雙底的夾層對(duì)構(gòu)件進(jìn)行

26、檢查。b滿足國際防污染公約和破艙穩(wěn)性的要求，對(duì)原油儲(chǔ)藏艙與邊壓載艙的長(zhǎng)度、寬度和數(shù)量要進(jìn)行優(yōu)化。c滿足相關(guān)規(guī)范對(duì)防火、防爆、安全區(qū)域劃分和安全逃生方面的要求。例如生產(chǎn)甲板位于主甲板以上4 米（船中心線處）；熱站模塊和工藝模塊之間留有隔離區(qū)等。（2） 便于操作a主電站、熱油鍋爐、油氣處理設(shè)備等均布置在生產(chǎn)甲板上，便于操作、檢測(cè)和維修保養(yǎng)。b油氣處理流程的控制、原油外輸?shù)挠?jì)量與控制、液艙的液位遙測(cè)、火災(zāi)探測(cè)、報(bào)警、消防與應(yīng)急關(guān)斷控制等均集中在中控室內(nèi)，便于操作和集中控制。（3） 滿足實(shí)際需要a設(shè)置足夠的工作、居住、休息和娛樂等生活設(shè)施，為采油工人提供安全、舒適的工作、生活和休息環(huán)境。b設(shè)置足夠的柴

27、油艙和淡水艙，保證本船具有一定的自持力。（4） 滿足實(shí)際工藝流程的需要。FPSO的布置應(yīng)該注意的問題（1） 吊機(jī)的布置        吊機(jī)一般布置在主甲板的左右舷。原則上要覆蓋從生活樓/飛機(jī)甲板到所有上部模塊的區(qū)域。吊機(jī)的高度不但要考慮發(fā)電機(jī)和爐子的煙筒高度，又要滿足吊直升飛機(jī)的要求，還要滿足把深井泵從工藝甲板上吊出的要求。單點(diǎn)系泊系統(tǒng)和尾輸油系統(tǒng)（位于FPSO尾部的原油外輸系統(tǒng)）可以單獨(dú)考慮吊機(jī)。（2）逃生通道的布置       總體布置首先要保證人員的最大安全。生活樓靠近工藝模塊的一側(cè)墻壁要

28、求達(dá)到H120的要求。在主甲板和工藝甲板的左右兩側(cè)要分別布置有一條通往生活樓的主逃生通道。并且每個(gè)工藝模塊的左右兩側(cè)要有通往主甲板的斜梯。（3）火炬塔高度的確定       尤其是火炬塔位于船首的布置方式。一定要按照API RP521的相關(guān)要求來計(jì)算火炬的最大熱釋放量，然后確定火炬高度。（5）考慮油氣處理量的變化和將來的改造。       由于有的油田產(chǎn)量高峰期和末期的差別比較大，所以有的設(shè)備在某個(gè)特定階段是不使用的，所以在進(jìn)行總體布置時(shí)要考慮這種情況下的左右對(duì)稱。還有，由于FPSO的投入比較大，一般一艘FPSO不

29、是一直在一個(gè)油田生產(chǎn)，所以在進(jìn)行FPSO的總體布置時(shí)，要適當(dāng)預(yù)留將來改造的空間，并且盡量不要占據(jù)堆場(chǎng)的空間。（6）主甲板面的布置        FPSO的大體分艙確定后，需及時(shí)確定優(yōu)先考慮主甲板面的系列開口。因?yàn)檫@些開口直接影響到結(jié)構(gòu)中剖面模數(shù)的計(jì)算。因?yàn)橐坏╅_口斷掉一根縱骨，該縱骨就不會(huì)參與總縱強(qiáng)度的計(jì)算，計(jì)算中剖面模數(shù)也要相應(yīng)減少。主要指的是深井泵的開口和儲(chǔ)油艙艙口。主甲板的深井泵開口與工藝甲板的相應(yīng)深井泵檢修口要對(duì)應(yīng)。（7）工藝甲板開式排放管線的布置         主

30、甲板到工藝甲板的垂直間距一般為34米，結(jié)構(gòu)本身要占去大約500mm的空間。所以要保證一根100多米的開式排放管線的100：1的坡度是非常困難的。這時(shí)候開式排放罐的位置可以考慮船體本身是首傾還是艉傾。同時(shí)可以減小管線坡度的要求。(1)主體尺寸選擇依據(jù)               FPSO主體尺寸選擇主要取決于原油產(chǎn)量、儲(chǔ)存量和甲板工藝模塊的體積等因素。原油儲(chǔ)存量可由下式計(jì)算：2.載荷組合與規(guī)范            &

31、#160; 船體結(jié)構(gòu)是FPSO的載體，是傳遞模塊重力、承受浮力的焊接鋼結(jié)構(gòu)。根據(jù)BV Class. Rules for the Classification of Offshore Units. April 1998 建議， 要考慮以下荷載工況：靜水工況、生產(chǎn)期間外部環(huán)境工況、外輸工況、單點(diǎn)解脫前的極限工況、檢修期間工況、拖航工況。荷載組合主要考慮上述6種工況與工藝模塊引起的誘導(dǎo)荷載，與破損工況的局部應(yīng)力以及與碰撞工況引起的沖擊載荷的組合。在設(shè)計(jì)初始階段，對(duì)于全部結(jié)構(gòu)來說，將上述荷載都考慮是不現(xiàn)實(shí)的，只能先解決整體強(qiáng)度及主要構(gòu)建的屈服強(qiáng)度，再用不同工況載荷去校核其他構(gòu)件的可靠性。海浪

32、是典型的隨機(jī)荷載，船體在海浪作用下的運(yùn)動(dòng)可分為縱蕩、橫蕩、升沉、橫搖、縱搖和搖艏6種。為了使復(fù)雜的計(jì)算具有可操作性，國際船級(jí)社協(xié)會(huì)（IACS） 推薦對(duì)1/20 波高進(jìn)行修正，采用傳遞函數(shù)來計(jì)算波浪彎矩和剪力。挪威海洋工程大學(xué)則開發(fā)出了MASHIMO等軟件，可以計(jì)算波浪彎矩的傳遞函數(shù)，根據(jù)波浪譜求波浪彎矩短期分布特征值，進(jìn)而求出船體在壽命期內(nèi)最大響應(yīng)值。3.特殊部位強(qiáng)度分析              在FPSO設(shè)計(jì)中，從結(jié)構(gòu)力學(xué)角度講，一般分為特殊結(jié)構(gòu)、一類結(jié)構(gòu)和二類結(jié)構(gòu)。特殊部位包括：系泊關(guān)聯(lián)結(jié)

33、構(gòu)、重要設(shè)備支撐結(jié)構(gòu)、直升飛機(jī)平臺(tái)結(jié)構(gòu)、外輸裝置結(jié)構(gòu)等。這些部位之所以特殊就是因?yàn)閯?dòng)荷載（沖擊荷載）大，必須進(jìn)行疲勞分析。如模塊與主甲板連接的支墩，是普通剛架連接形式（如圖所示）。支墩除了承受上部模塊的重力，還要承受搖擺、升沉引起的巨大慣性力FPSO生產(chǎn)工藝流程的組成       FPSO生產(chǎn)工藝流程的功能是進(jìn)行油、氣、水等生產(chǎn)處理，大致分為三大類系統(tǒng):(1)主要工藝系統(tǒng)是指將各井口平臺(tái)輸送來的生產(chǎn)流體進(jìn)行脫氣、脫水及脫除雜質(zhì)等的原油處理系統(tǒng)，以達(dá)到外輸標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要保證原油回收率最大。尚應(yīng)考慮除砂、防蠟、破乳、消泡等措施。( 2)輔助工藝系統(tǒng)主要包括生產(chǎn)

34、污水處理系統(tǒng)、火炬放空系統(tǒng)、化學(xué)藥劑注入系統(tǒng)、開式排放及閉式排放系統(tǒng)、燃料氣處理系統(tǒng)。( 3)公用系統(tǒng)主要包括熱介質(zhì)系統(tǒng)、儀表氣系統(tǒng)、海水系統(tǒng)、淡水/熱水系統(tǒng)等。1. 原油處理系統(tǒng)    海洋石油開發(fā)是高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高產(chǎn)出的行業(yè)，對(duì)原油處理系統(tǒng)的技術(shù)要求高，均采用國內(nèi)外較先進(jìn)的設(shè)備，主要技術(shù)要求如下：根據(jù)該油田油氣性質(zhì)、儲(chǔ)量和該海域的海況、環(huán)境，采取合適的工藝措施，最大限度地滿足油田高速、經(jīng)濟(jì)合理開發(fā)；要有一定的儲(chǔ)備能力， 以保證每次銷售油輪到來前維持正常生產(chǎn)； 流程密閉， 防火、 防爆、 防污染； 安全可靠性好、 保險(xiǎn)系數(shù)大、 運(yùn)行效率高， 儀控自動(dòng)化程度高， 便于操作

35、管理； 適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)油田較高速開發(fā)和滾動(dòng)開發(fā)周邊油田的生產(chǎn)要求，適應(yīng)油田生產(chǎn)過程中的調(diào)整和改造；工藝布局緊湊合理； 結(jié)構(gòu)牢固， 適于防臺(tái)、 防凍和耐腐蝕。    該流程中從單點(diǎn)來的原油將直接進(jìn)入高高壓分離器，利用設(shè)備內(nèi)的空間進(jìn)行減壓、緩沖，同時(shí)配合加注的化學(xué)藥劑，初步實(shí)現(xiàn)氣液分離，形成穩(wěn)定的可以進(jìn)行處理的原料儲(chǔ)存器。        從高高壓分離器出來的原油進(jìn)入原油換熱器，利用處理完成后的原油余熱進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。將熱轉(zhuǎn)換后已經(jīng)處理完畢的原油輸送到原油脫水艙，將需要處理的原油輸送到生產(chǎn)加熱器，利用熱介質(zhì)油的高溫對(duì)原油

36、進(jìn)行加熱，確保原油進(jìn)入生產(chǎn)分離器后能夠正常分離。        進(jìn)入生產(chǎn)分離器后的原油將繼續(xù)在容器內(nèi)進(jìn)行緩沖、穩(wěn)壓、減壓的過程，并繼續(xù)利用容器的空間進(jìn)行氣液分離。分離出的原油進(jìn)入原油處理流程，而容器下部的含油水在集聚到一定的液位時(shí)被排放到脫油水艙中。在油水界面接合部位的原油，被間歇油泵送到乳化油艙，并注入化學(xué)藥劑輔助進(jìn)行油水分離，同時(shí)熱介質(zhì)油繼續(xù)對(duì)乳化油進(jìn)行加熱并保持恒溫，防止乳化油低溫凝固。在乳化油艙液位達(dá)到一定高度后，啟動(dòng)乳化油泵，將乳化油再送回到原油加熱器，再次進(jìn)入原油處理工藝流程。        那些處于油水接合部位以下的含油水被間歇油泵輸送到脫油水艙，使用化學(xué)藥劑對(duì)它們進(jìn)行促進(jìn)分離，然后利用物質(zhì)密度不同的特性進(jìn)行沉降分離。  在脫油水艙內(nèi)的液位達(dá)到一定的高度后，撇油泵將上部的含水原油輸送到乳化油艙，按照乳化油的處理流程再進(jìn)行處理，再次進(jìn)入原油處理循環(huán);位于下部的含油水則被污水泵輸送到生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)中進(jìn)行分離排海