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海洋能源科普——浮式平臺(tái)

2024-01-29 17:22     來源:海洋石油裝備與材料     海上油氣平臺(tái)海上油氣海洋能源科普
在深水油氣開發(fā)中應(yīng)用最多的是深水浮式平臺(tái),包括小型張力腿平臺(tái)、張力腿平臺(tái)、半潛式平臺(tái)、桁架式深吃水立柱式平臺(tái)、深吃水立柱式平臺(tái)、浮筒和浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置等7種類型。本文重點(diǎn)介紹目前常用的張力腿平臺(tái)、深吃水立柱式平臺(tái)、半潛式生產(chǎn)平臺(tái)和浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置(FPSO)。該4類浮式平臺(tái)(船)中前3種具備鉆井和修井能力以及非船形結(jié)構(gòu),F(xiàn)PSO為船形結(jié)構(gòu)且不具備鉆(修)井能力。

張力腿平臺(tái)(TLP)由上部組塊、浮體、張力腿、頂張力井口立管、懸鏈?zhǔn)搅⒐?外輸/輸入)和樁基礎(chǔ)構(gòu)成。至2015年共有該類平臺(tái)30座,包括在建平臺(tái)3座,已建TLP最大作業(yè)水深為1425m。TLP平臺(tái)可以分為兩代:第一代,傳統(tǒng)的TLP;第二代,Mini-TLP和ETLP。該平臺(tái)優(yōu)點(diǎn)為:平臺(tái)運(yùn)動(dòng)很小,幾乎沒有豎向移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。可以使用干式采油樹,鉆(修)井作業(yè)在平臺(tái)上進(jìn)行,降低了采油作業(yè)成本。適用于大型和小型油田,目前該類平臺(tái)作業(yè)水深可以達(dá)2000m左右。其缺點(diǎn)是:沒有儲(chǔ)油能力,對(duì)上部機(jī)構(gòu)的重量非常敏感,造價(jià)費(fèi)用較高等。

深吃水立柱式平臺(tái)(SPAR)由上部組塊、柱式浮體、系泊纜、頂部浮筒式井口立管、懸鏈?zhǔn)搅⒐?外輸/輸入)和樁基礎(chǔ)構(gòu)成,至2014年全球共有24座(含在建),最大水深1710m。深吃水立柱式平臺(tái)的兩大優(yōu)點(diǎn):適應(yīng)水深較大的油田,可支持水上干式采油樹,可直接進(jìn)行井口(鉆、修井)作業(yè),便于修井;升沉運(yùn)動(dòng)小于半潛式生產(chǎn)平臺(tái)或浮(船)式平臺(tái),高于張力腿式平臺(tái),平臺(tái)的重心較低,運(yùn)動(dòng)相對(duì)減小。缺點(diǎn)為:深吃水浮體可能發(fā)生渦激振動(dòng),引起各部分構(gòu)體的疲勞損傷;由于主體浮筒結(jié)構(gòu)較長,運(yùn)輸和安裝造成很多困難。

半潛式生產(chǎn)平臺(tái)由上部組塊、浮體、系泊系統(tǒng)、懸鏈?zhǔn)搅⒐?外輸/輸人)和樁基礎(chǔ)構(gòu)成。浮體的作用是保持足夠的浮力以支撐上部的組塊、系泊系統(tǒng)和立管的重量。系泊系統(tǒng)是把浮式平臺(tái)錨泊在海底的樁基礎(chǔ)或錨上,使平臺(tái)在環(huán)境力作用下的運(yùn)動(dòng)處于允許的范圍內(nèi)。半潛式平臺(tái)上部甲板提供鉆修井、生產(chǎn)和生活等多種功能,平臺(tái)工作時(shí)為半潛狀態(tài);浮體沒于水面以下部分,提供主要浮力,由于它具有較小的水線面面積,整個(gè)平臺(tái)在波浪中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)較小,因而具有較好的運(yùn)動(dòng)性能。半潛式生產(chǎn)平臺(tái)至今共有43座(包括在建),最大作業(yè)水深為2438m。半潛式生產(chǎn)平臺(tái)很少新建,大多數(shù)用半潛式鉆井平臺(tái)改造;它比FiPSO穩(wěn)性好、運(yùn)動(dòng)小;大部分沒有儲(chǔ)油能力。

浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置(FPSO)被廣泛用于淺海和深海油田的開發(fā)。FPSO包括4種功能,即儲(chǔ)油、定位、原油輸出輸入立管系統(tǒng)和上部生產(chǎn)處理系統(tǒng)等。它主要由船體(用于儲(chǔ)存原油)、上部生產(chǎn)設(shè)施(用于處理水下井口采出的原油)和單點(diǎn)(或多點(diǎn))系泊系統(tǒng)組成,通過穿梭油輪定期把處理后的原油運(yùn)輸上岸。截至2013年8月,全世界有147艘FPSO(FSO、FLPG)在用,作業(yè)水深最大的15座其作業(yè)水深從1300m至1880m。浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置的優(yōu)點(diǎn)是:可以用舊船體改造,投資比較低;新建的建造周期短;有儲(chǔ)油能力,用于邊遠(yuǎn)油田和深水低溫區(qū)域不宜管輸?shù)挠吞?,可直接?chǔ)存和外輸原油。

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