浮式生產(chǎn)儲油輪總體布置設(shè)計(jì)

浮式生產(chǎn)儲油輪總體布置設(shè)計(jì)分析2目錄一、概述二、FPSO的系泊形式三、渤海FPSO總體布置分析四、南海FPSO總體布置分析五、國外FPSO總體布置方式六、結(jié)論和建議3一、概述浮式生產(chǎn)儲油輪（FPSO）是具有生產(chǎn)處理、儲油和外輸功能的海上浮式生產(chǎn)儲油裝置。FPSO支持著海油總目前約75%的油田產(chǎn)量。隨著油田開發(fā)需要，海油總FPSO事業(yè)發(fā)展很快，尤其新建FPSO方面。FPSO在深水和邊際油田的開發(fā)中仍將起者重要作用。

4一、概述?？侳PSO照片（全頁）5一、概述FPSO的總體布置是所有新建FPSO首先必須考慮的問題。其中生活樓位置的確定是進(jìn)行總體布置設(shè)計(jì)的先決條件。FPSO生活樓一般的布置方式有船首和船尾兩種方式。生活樓的位置確定后，總體布置設(shè)計(jì)就根據(jù)這一先決條件進(jìn)行。6一、概述有自航能力的FPSO，由于驅(qū)動動力系統(tǒng)和螺旋槳都在艉部，生活樓也就隨之布置在船尾；由舊儲油輪改造成的FPSO，由于船上已建有生活樓，一般也不存在重新選擇生活樓位置的問題。這兩種情況，F(xiàn)PSO生活樓的位置已定，總體布置設(shè)計(jì)需要從生產(chǎn)和安全的角度出發(fā)，盡量優(yōu)化布置。7一、概述對于新建、無自航能力的FPSO，首先要綜合考慮確定生活樓的位置，再進(jìn)行有關(guān)設(shè)施的總體布置設(shè)計(jì)。

下面主要通過對海油總渤海和南海兩個(gè)海域的FPSO進(jìn)行分析，結(jié)合環(huán)境條件和系泊形式的不同，從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和安全的角度，分析生活樓位置的確定和總體布置方案。8二、FPSO的系泊形式FPSO的系泊形式有多種（包括單點(diǎn)、多點(diǎn)等）。根據(jù)環(huán)境條件和其適應(yīng)性而選用不同的系泊類型。系泊類型影響著FPSO生活樓的位置確定和總體布置。海油總目前在用的FPSO皆為單點(diǎn)系泊。下面主要以單點(diǎn)系泊的FPSO為例分析其總體布置設(shè)計(jì)。單點(diǎn)系泊的形式有固定塔軟鋼臂、內(nèi)轉(zhuǎn)塔、外轉(zhuǎn)塔等形式。海油總目前FPSO的系泊類型主要為固定塔式軟鋼臂和內(nèi)轉(zhuǎn)塔兩種形式：（1）固定塔式單點(diǎn)系泊裝置。該單點(diǎn)形式與FPSO相對獨(dú)立，一般通過FPSO的系泊支架與FPSO相連。它主要用在渤海淺海海域；（2）內(nèi)轉(zhuǎn)塔式單點(diǎn)系泊裝置。該單點(diǎn)系泊裝置直接嵌在FPSO體內(nèi)，由數(shù)根錨鏈固定在海底。它主要用在南海等水較深的海域。9二、FPSO的系泊形式-固定塔式QHD32-6FPSO海洋石油11310二、FPSO的系泊形式-內(nèi)轉(zhuǎn)塔式11三、渤海FPSO總體布置分析1、渤海海域FPSO的單點(diǎn)形式和生活樓位置FPSO名稱油田名稱單點(diǎn)系泊裝置類型生活樓位置固定塔式內(nèi)轉(zhuǎn)塔式船首船尾渤海友誼號渤中28-1√

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渤海長青號渤中34-2/4√

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渤海明珠號蓬萊19-3√

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渤海世紀(jì)號秦皇島32-6√

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海洋石油112號曹妃甸11-1√

√海洋石油113號渤中25-1√

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12三、渤海FPSO總體布置分析2、生活樓在船首的FPSO2.1總體布置

渤海海域的FPSO大多數(shù)生活樓布置在船首，火炬布置在船尾，其總體布置格局如下（以渤海世紀(jì)號為例）：（1）自船首起依次布置有系泊及軟管支架、生活樓和吊貨區(qū)，直升機(jī)甲板布置在生活樓的右上方。（2）模塊甲板從船首到船尾依次為電站模塊、熱站模塊、油氣處理模塊和水處理模塊（1~5），共有7個(gè)區(qū)塊組成。油氣處理模塊盡量布置船體中部，分離設(shè)備盡量沿中心線縱向布置，以保證操作界（液）面穩(wěn)定。（3）船尾設(shè)有尾輸裝置，以及火炬分液罐／火炬塔和高速透氣管束。13三、渤海FPSO總體布置分析QHD32-6油田“世紀(jì)”號FPSO總體布置圖14三、渤海FPSO總體布置分析實(shí)物照片（QHD）QHD32-6油田世紀(jì)號

15三、渤海FPSO總體布置分析實(shí)物照片（BZ單點(diǎn)不同，總體布置類似）海洋石油11316三、渤海FPSO總體布置分析2.2生活樓在船首的FPSO總體布置優(yōu)缺點(diǎn)分析總體布置的優(yōu)點(diǎn)：（1）渤海海域幾乎不受臺風(fēng)影響而且水淺，船首相對南海海域穩(wěn)性較好，較適合于布置生活樓。（2）固定塔式單點(diǎn)系泊方式的系泊構(gòu)件占用FPSO船首主甲板下艙室空間較少，船首可布置機(jī)泵艙。將生活樓與機(jī)泵艙布置在一處，方便操作和管理。（3）生活樓布置在船首，在多數(shù)情況下處在上風(fēng)向，對人員比較安全。17三、渤海FPSO總體布置分析總體布置的優(yōu)點(diǎn)：（4）火炬分液罐、火炬塔、高速透氣管束布置在船尾，在多數(shù)情況下處在下風(fēng)向，對FPSO生產(chǎn)作業(yè)的安全比較有利。（5）生活樓與電站之間由卸貨區(qū)相隔，且生活樓處在電站和熱站模塊的上風(fēng)向，減少了設(shè)備排煙和噪聲對生活樓的影響。（6）含油污水的排放點(diǎn)設(shè)在FPSO的中后部，而海水制淡設(shè)備（造淡機(jī)）的海水吸入口設(shè)在船首，因此一般不會對造淡機(jī)制造淡水的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。18三、渤海FPSO總體布置分析總體布置的缺點(diǎn)：

（1）單點(diǎn)系泊裝置上的未處理原油管線接口較多，屬于危險(xiǎn)區(qū)，如果泄漏就對生活樓的安全造成影響。（2）來自單點(diǎn)未經(jīng)任何處理的原油需經(jīng)較長的管線，穿過生活樓、電熱站模塊才能進(jìn)入油氣處理系統(tǒng)，這對生活樓等沿線設(shè)施的安全存在一定的影響。

19三、渤海FPSO總體布置分析總體布置的缺點(diǎn)：

（3）船首的穩(wěn)性不如船尾好，所以生活樓的平穩(wěn)性比其在船尾差，人員休息舒適度稍差。（4）熱站與原油初級分離設(shè)備相鄰，也潛在危險(xiǎn)，所以中間增加了隔離區(qū)。如果水處理區(qū)靠近熱站、油氣處理區(qū)放在其下游靠尾部區(qū)域更安全，但影響了油氣分離設(shè)備的穩(wěn)定操作。（5）直升機(jī)甲板設(shè)在船首生活樓上，起降時(shí)需要避開較高的單點(diǎn)支架等障礙物，起降方向?yàn)榇瑢挿较?，安全抵離區(qū)減少，承載及安全性降低。20三、渤海FPSO總體布置分析船首單點(diǎn)支架等障礙物影響直升機(jī)起降海洋石油11321三、渤海FPSO總體布置分析3、生活樓在船尾的FPSO3.1總體布置

生活樓布置在船尾、火炬布置在船首，該FPSO的總體布置如下（以海洋石油112號為例）：（1）在船首甲板布置有系泊支架及軟管支架、火炬塔和高速透氣管束。（2）模塊甲板從船首至船尾共有5個(gè)區(qū)塊，依次為油氣處理模塊、注水設(shè)備模塊、生產(chǎn)水處理模塊、熱站模塊、電站模塊。（3）船尾依次設(shè)有吊貨區(qū)、生活樓、系纜絞車和尾輸卸油軟管裝置。22三、渤海FPSO總體布置分析曹妃店11-1/2油田“海洋石油112”號FPSO總體布置圖生活樓電站模塊熱站模塊生產(chǎn)水和注水設(shè)備區(qū)氣處理區(qū)火炬塔單點(diǎn)系泊結(jié)構(gòu)

23三、渤海FPSO總體布置分析實(shí)物照海洋石油11224三、渤海FPSO總體布置分析3.2生活樓在船尾的FPSO總體布置優(yōu)缺點(diǎn)分析總體布置的優(yōu)點(diǎn)：

（1）油氣處理模塊離單點(diǎn)裝置較近，油氣輸送管線較短，增加了作業(yè)安全性。（2）船尾的穩(wěn)性比船首好，符合生活樓對平穩(wěn)性的要求。（3）船尾布置的輸油軟管雖然與生活樓相鄰，但因輸送的是成品原油，其作業(yè)的危險(xiǎn)性遠(yuǎn)比輸送來自單點(diǎn)系泊裝置的原油要小，而且這些軟管處于生活樓的下風(fēng)向，對生活樓的安全有利。（4）直升機(jī)甲板主起降方向指向船首，能確保直升機(jī)迎風(fēng)起降，增加了安全性。25三、渤海FPSO總體布置分析總體布置的缺點(diǎn)：

（1）火炬設(shè)在船首，在多數(shù)情況下處在上風(fēng)向，會對處于其下風(fēng)向的生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生煙熏、熱輻射和落“火雨”等不利影響，尤其會對高出主甲板10m左右的軟管支架上設(shè)施產(chǎn)生不利影響。（2）油氣處理設(shè)備布置在生活樓上風(fēng)向，一旦出現(xiàn)原油或天然氣泄露或失火，對人員的逃生和救生不利。另外，從安全和配管角度考慮，油氣處理設(shè)備布置在船首部，穩(wěn)性差，影響界液面穩(wěn)定控制。（3）電站、熱站等處在生活樓的上風(fēng)向，排出的煙氣和煙灰對生活樓的清潔衛(wèi)生和人員的健康會產(chǎn)生不利影響；同時(shí)，噪聲對生活樓的影響也比電站處在下風(fēng)向時(shí)大。（4）尾輸裝置設(shè)在生活樓附近，存在穿梭油輪碰撞生活樓的可能性。（5）含油污水的排放點(diǎn)設(shè)在FPSO的中后部，而造淡機(jī)的海水吸入口設(shè)在船尾，因此會對造淡機(jī)制造淡水的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。26三、渤海FPSO總體布置分析4、兩種布置方式的比較結(jié)果與建議

渤海海域一般采用固定塔式單點(diǎn)系泊裝置，綜合上述比較可以看出，生活樓布置在船首比在船尾相對有利。所以，目前渤海海域?qū)⑸顦遣贾迷诖椎腇PSO占絕大多數(shù)。同時(shí)，建議今后設(shè)計(jì)時(shí)要注意：１）從單點(diǎn)支架跨接過來的原油管線穿越過生活樓時(shí)，管線必須用焊接，以盡可能杜絕油氣泄露?？缃釉凸芫€的底面至生活樓頂面必須留有一定的間距，在原油管線的上方要布置消防噴淋管線，下方設(shè)置集油槽；也可以將原油管線設(shè)計(jì)從生活樓側(cè)面繞過，并采取相應(yīng)的安全措施，盡可能杜絕油氣泄露，保證安全。27三、渤海FPSO總體布置分析

２）在船尾的火炬設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到穿梭油輪處在火炬的下風(fēng)向、距FPSO船尾的最小允許間距等因素；火炬設(shè)計(jì)在船首時(shí)要充分考慮到對單點(diǎn)系泊支架和油氣處理設(shè)備的輻射影響。３）貨油艙高速透氣閥也是一個(gè)危險(xiǎn)源，設(shè)計(jì)時(shí)不要分散布置在船舷兩側(cè)，盡可能集中布置（一般在火炬臂附近），減少氣體擴(kuò)散影響。28四、南海FPSO總體布置分析1、南海海域FPSO的單點(diǎn)形式和生活樓位置FPSO名稱油田名稱單點(diǎn)系泊裝置類型生活樓位置固定塔式內(nèi)轉(zhuǎn)塔式船首船尾

南海希望號潿洲10-3√

√南海開拓號西江24-3

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√南海勝利號流花11-1

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√南海睦寧號陸豐22-1

√√南海盛開號陸豐13-1

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√南海發(fā)現(xiàn)號惠洲26-1

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√南海奮進(jìn)號文昌13-1/13-2

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√海洋石油111號番禹4-2/5-1

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√29四、南海FPSO總體布置分析2、生活樓在船尾的FPSO總體布置

南海海域大多數(shù)FPSO的生活樓布置在船尾，火炬布置在船首，其總體布置格局如下（以南海奮進(jìn)號為例）：（1）船首系泊，在船首布置內(nèi)轉(zhuǎn)塔、火炬塔和火炬分液罐。（2）模塊甲板從船首到船尾依次為：生產(chǎn)處理模塊1（原油一級分離器、水力旋流器）、生產(chǎn)處理模塊2（原油二級分離器、燃料氣處理系統(tǒng)和原油外輸計(jì)量系統(tǒng)）、熱站模塊、電站模塊和卸貨區(qū)。（3）船尾設(shè)有生活樓、系纜絞車和卸油軟管回收裝置等；直升機(jī)甲板布置在生活樓的右上方。該FPSO的總體布置與海洋石油112基本相同，區(qū)別主要是單點(diǎn)系泊裝置的類型不同，因而這種布置格局的優(yōu)缺點(diǎn)也與其基本相同。30四、南海FPSO總體布置分析南海文昌油田“奮進(jìn)”號FPSO總體布置圖31四、南海FPSO總體布置分析３、生活樓在船首的FPSO總體布置

南海海域在用的FPSO目前僅一艘“睦寧”號生活樓布置在船首，其總體布置格局如下：

（1）生活樓布置在船首，從船首到船尾各總體布置順序依次為：生活樓，內(nèi)轉(zhuǎn)塔，上部模塊；（內(nèi)轉(zhuǎn)塔一般在離船首1/3船長的位置）。（2）上部模塊上依次為：油水處理模塊，熱站/電站/配電間模塊。（3）船尾設(shè)有火炬塔和尾輸裝置。

32四、南海FPSO總體布置分析南海“睦寧”號33四、南海FPSO總體布置分析４、生活樓在船首和船尾兩種總體布置分析比較

34四、南海FPSO總體布置分析４、生活樓在船首和船尾兩種總體布置分析比較

通過上述比較，可以看出：從安全逃生和電熱站的影響分析，生活樓在船首的布置方式優(yōu)于船尾；從舒適度和風(fēng)標(biāo)效應(yīng)比較，生活樓在船尾優(yōu)于船首。而目前南海海域在用的大多數(shù)FPSO的生活樓都設(shè)在船尾，主要從舒適度和風(fēng)標(biāo)效應(yīng)考慮，尤其是臺風(fēng)不解脫工況：南海惡劣的環(huán)境條件，船首容易上浪，舒適度比較差；另一方面，充分利用風(fēng)標(biāo)效應(yīng)，使其總是保持在最佳抗風(fēng)浪位置，可增加FPSO穩(wěn)性，減少設(shè)計(jì)裕量，同時(shí)減小對立管和電纜的損壞。目前FPSO的設(shè)計(jì)多為臺風(fēng)時(shí)不解脫，生活樓在船首的FPSO即使有側(cè)推器，由于臺風(fēng)期間人員撤離而停機(jī)，不可避免地會對立管和電纜造成很大的損壞。所以,綜合考慮，南海海域在用的大多數(shù)FPSO的生活樓都設(shè)在船尾，從而決定了其相應(yīng)的總體布置格局。35五、國外FPSO總體布置方式

國外FPSO無論采用何種系泊形式，生活樓布置在首尾的都有，也是根據(jù)環(huán)境條件、有無動力要求等