水下軟剛臂式單點(diǎn)系泊系統(tǒng)解脫設(shè)計(jì).pdf

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1、第46卷第4期船海工程Vol.46No.42017年8月SHIP&OCEANENGINEERINGAug.2017DOI：10.3963/j.issn.1671-7953.2017.04.035水下軟剛臂式單點(diǎn)系泊系統(tǒng)解脫設(shè)計(jì)閆斌，劉雪宜，姜學(xué)錄，譚巍(海洋石油工程股份有限公司，天津30CH52)摘要：以渤海海域海洋石油112FPSO的解脫為例，設(shè)計(jì)大抓力錨與大功率拖船配合的新方法對(duì)FPSO進(jìn)行精確控位，建立水下YOKE排載系統(tǒng)以提高FPSO與YOKE分離所需的提升能力，設(shè)計(jì)水下軟剛臂單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的解脫工藝。實(shí)踐表明，解脫工藝和

2、方案安全可靠，實(shí)現(xiàn)了世界首例水下軟剛臂單點(diǎn)系泊系統(tǒng)海洋石油112FPSO的解脫。關(guān)鍵詞:單點(diǎn)系泊系統(tǒng);水下軟剛臂;解脫;控位;FPSO中圖分類號(hào)：U674.38文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1671-7953(2017)04-0151-05水下軟剛臂式單點(diǎn)系泊系統(tǒng)是塔架軟剛臂單旋轉(zhuǎn)框架、外套筒以及YOKE通過(guò)系泊鏈與FPS0點(diǎn)系泊系統(tǒng)中的一種[1]，是挪威APL公司2000連接，呈風(fēng)向標(biāo)效應(yīng)，繞單點(diǎn)基盤及孤立塔柱進(jìn)行年前后開(kāi)發(fā)的新的單點(diǎn)形式，世界上共有2例工360度旋轉(zhuǎn)。介于孤立塔柱式下水粧基礎(chǔ)單點(diǎn)和程使用的案例[2]，均在中國(guó)海域的

3、渤海灣地區(qū)，F(xiàn)PS0之間的YOKE和系泊錨鏈，通過(guò)萬(wàn)向鉸接分別于2004年在曹妃甸油田和BZ25-1油田正頭實(shí)現(xiàn)軟剛臂功能，依靠YOKE壓載艙配重提供式投入使用[3]。2014年，因曹妃甸油田的水下軟合適的恢復(fù)力，以保證彈性系泊的需要。見(jiàn)圖1。剛臂式單點(diǎn)系泊系統(tǒng)出現(xiàn)故障，必須將該系統(tǒng)中曹妃甸油田位于渤海灣西部海域，油田水深的海洋石油112FPS0與單點(diǎn)解脫，并對(duì)原有單點(diǎn)約26m，系泊的FPS0為海洋石油112FPS0,具進(jìn)行改造。以渤海海域海洋石油112FPS0的解體參數(shù)為:總長(zhǎng)276.82m，垂線間長(zhǎng)262m，型寬脫為例，設(shè)計(jì)

4、大抓力錨與大功率拖船配合的新方51m，型深23.6m，滿載吃水15.6m，設(shè)計(jì)壽命法對(duì)FPS0進(jìn)行精確控位，建立水下YOKE排載25年。2014年，曹妃甸油田為解決單點(diǎn)系泊系統(tǒng)系統(tǒng)以提高FPS0與YOKE分離所需的提升能存在的故障，計(jì)劃在原有單點(diǎn)附近新建一座單點(diǎn)，力，設(shè)計(jì)水下軟剛臂單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的解脫工藝。將海洋石油112FPS0與原有單點(diǎn)解脫后，直接與1新建單點(diǎn)連接，以盡快恢復(fù)油田生產(chǎn)。項(xiàng)目背景水下軟剛臂式單點(diǎn)系泊系統(tǒng)是挪威APL公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的可解脫形式單點(diǎn)系泊系統(tǒng)，主要由帶有孤立塔柱的水下基盤、水下旋轉(zhuǎn)YOKE、單點(diǎn)上部組塊、

5、系泊鏈系統(tǒng)、一艘浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置(FPS0)和懸空跨接軟管、電纜6大部分組成，適合最大水深為50m。水下基盤通過(guò)3跟鋼粧固定到海底，水下旋轉(zhuǎn)YOKE通過(guò)掛鉤結(jié)構(gòu)與水下基盤連接。上部組塊安裝在基盤上的孤立塔柱內(nèi)套筒的頂部，用法蘭連接。上部組塊導(dǎo)向柱插入孤立塔柱外套筒的導(dǎo)向套筒中，這樣，上部組塊的圖1水下軟剛臂式單點(diǎn)系泊系統(tǒng)示意收稿日期:2016-11-252設(shè)計(jì)方案修回日期:2016-12-21第一作者：閆斌（1981—)，男，碩士，工程師2.1基本要求研究方向：海洋石油工程1)要保護(hù)水下基盤連接的海底管道、海底電1512017

6、年船海工程閆斌，等:水下軟剛臂式單點(diǎn)系泊系統(tǒng)解脫設(shè)計(jì)第4期第46卷纜以備后續(xù)使用，要求FPSO解脫時(shí)水下YOKE必須下放至位于海床指定位置，即FPSO船艏向?yàn)?96°，且在YOKE下放至海床時(shí)FPSO船艏左右偏移不超過(guò)3m。2)根據(jù)作業(yè)計(jì)劃，完成FPSO與單點(diǎn)解脫的所有施工步驟用時(shí)近72h，需要采用可靠的方法實(shí)現(xiàn)FPSO的長(zhǎng)時(shí)間船位控制，既不能對(duì)原單點(diǎn)結(jié)構(gòu)造成次生損害，影響對(duì)原單點(diǎn)結(jié)構(gòu)故障的后續(xù)調(diào)查;又能迅速應(yīng)對(duì)氣象水文條件突變帶來(lái)的不利影響，使FPSO解脫后迅速?gòu)默F(xiàn)場(chǎng)撤離。3)FPSO與單點(diǎn)解脫必須將FPSO與YOKE連接的系

7、泊鏈拆除，因此需要使用FPSO船艏提升絞車將YOKE先提升至指定高度，然后拆除系泊鏈與FPSO的鏈接，最后將YOKE下放至海床。FPSO船艉采用布置2個(gè)臨時(shí)大抓力錨的方但是，YOKE及其附件自重為1109kN，考慮海水式實(shí)現(xiàn)FPSO船位的精確控位。由于FPSO實(shí)現(xiàn)浮力，提升絞車對(duì)YOKE施加的向上的提升力至與單點(diǎn)解脫前，F(xiàn)PSO船艏2根系泊錨鏈仍與水下少應(yīng)不小于815.5kN，這對(duì)于安裝使用近11年、YOKE連接，使其仍可通過(guò)YOKE提供的回復(fù)力設(shè)計(jì)提升能力為8000kN的絞車已超出其工作保持在系泊狀態(tài)，在2個(gè)臨時(shí)大抓力錨的輔助

8、控負(fù)荷。位下，F(xiàn)PSO船艉的大功率拖船只需保持自持而不2.1FPSO船位控制設(shè)計(jì)需對(duì)FPSO施加向船艉方向的力，避免FPSO船艉為滿足FPSO船位的精確控制，同時(shí)考慮FP-的大功率拖船拖力不穩(wěn)定造成單點(diǎn)結(jié)構(gòu)損傷。S0解脫后迅速撤離作業(yè)海域，采用了大功率三用FPS