“海洋石油119”FPSO(海上浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置),由中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院(MARIC)完成基本設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì),業(yè)主是中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司,總承包方是海洋石油工程股份有限公司,船體建造方是青島北海船舶重工有限責(zé)任公司。
“海洋石油119”于2017年3月啟動(dòng)基本設(shè)計(jì),2018年2月開(kāi)始詳細(xì)設(shè)計(jì),2020年5月交船并開(kāi)赴南海進(jìn)行海上安裝調(diào)試,2020年9月20日順利投產(chǎn)。是迄今為止國(guó)內(nèi)應(yīng)用水深最深、功能最復(fù)雜的FPSO,作業(yè)于流花16-2油田群。該油田群是我國(guó)首個(gè)自營(yíng)整裝開(kāi)發(fā)的深水油田群,工程設(shè)施包括3套水下生產(chǎn)系統(tǒng)、1座15萬(wàn)噸級(jí)FPSO,以及若干海底管道、海底電纜和臍帶纜。
該FPSO擁有電站、油氣水處理設(shè)施、公用系統(tǒng)及生活樓等,通過(guò)海底電纜為新建的水下井口提供動(dòng)力,通過(guò)臍帶纜為水下生產(chǎn)系統(tǒng)提供控制與化學(xué)藥劑的注入;井液由水下生產(chǎn)系統(tǒng)經(jīng)海管和FPSO單點(diǎn)進(jìn)入FPSO上部模塊,分級(jí)處理后,合格原油進(jìn)艙儲(chǔ)存,再定期經(jīng)由尾部外輸系統(tǒng)供給穿梭油輪,輸送到岸。
“海洋石油119”為15萬(wàn)噸級(jí)雙殼型FPSO,配置內(nèi)轉(zhuǎn)塔式單點(diǎn)系泊系統(tǒng),非自航、臺(tái)風(fēng)期間不解脫,采用串靠尾輸油,主要參數(shù)見(jiàn)下頁(yè)表1。
“海洋石油119”甲板布置自首至尾為:火炬塔、單點(diǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)塔、LPG儲(chǔ)罐、油氣處理模塊、計(jì)量模塊、熱站、電站、堆場(chǎng)、生活區(qū)、尾輸。艙內(nèi)布置:首尖艙、內(nèi)轉(zhuǎn)塔單點(diǎn)區(qū)、貨油艙區(qū)、機(jī)艙和尾尖艙;其中,貨油艙區(qū)設(shè)有5對(duì)貨油艙,工藝處理艙組(2個(gè)污油水艙、2個(gè)生產(chǎn)水艙、1個(gè)原油燃料油預(yù)留艙),以及5對(duì)專用邊壓載水艙。
表1 “海洋石油119”主要參數(shù)
“海洋石油119”作業(yè)水深首次突破100 m范圍,達(dá)到420 m,延續(xù)了南海FPSO的設(shè)計(jì)特征、工程經(jīng)驗(yàn),并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化提高:
“海洋石油119”擁有迄今為止國(guó)內(nèi)最復(fù)雜的海上油氣處理工藝流程,控制26個(gè)水下井口及水下采油樹(shù)。上部模塊作業(yè)濕重達(dá)16 500 t,具有原油和LPG兩大生產(chǎn)與外輸功能。工藝甲板集成了14個(gè)油氣處理系統(tǒng)功能模塊,每天可產(chǎn)2.1萬(wàn)m3原油、53.6萬(wàn)m3天然氣。
火炬塔為向艏斜升式,尺寸、載荷等規(guī)模明顯大于已有的FPSO火炬塔,徑向長(zhǎng)度約84 m、高度約74 m。由于型式不同,故加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度也更高。
南海FPSO首次采用SBM公司的SIT / BMIT式內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊系統(tǒng)(SIT, ship interpret turret, 船體集成型內(nèi)裝塔;BMIT, bottom mounted internal turret, 底部嵌入式內(nèi)轉(zhuǎn)塔),是國(guó)內(nèi)目前作業(yè)水深最深、管纜懸掛數(shù)量最多、設(shè)計(jì)和建造復(fù)雜程度最高、安裝精度最高的單點(diǎn)系統(tǒng)。
“海洋石油119”FPSO帶3個(gè)水下生產(chǎn)設(shè)施,單點(diǎn)系統(tǒng)包括10個(gè)液滑環(huán)和電滑環(huán)通道:生產(chǎn)工藝、消防水、化學(xué)藥劑、通球注氣、中壓電、低壓電、光纖信號(hào)等,共懸掛17條動(dòng)態(tài)管纜。單點(diǎn)系泊系統(tǒng)采用100年一遇臺(tái)風(fēng)環(huán)境條件進(jìn)行設(shè)計(jì)、1 000年一遇臺(tái)風(fēng)環(huán)境條件進(jìn)行校核,遵循BV和DNV雙規(guī)范,采用3×3分布的錨鏈-鋼纜-錨鏈組合形式,系泊半徑為1 250 m。
“海洋石油119”單點(diǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜對(duì)單點(diǎn)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意味著更大難度、更高要求:采用全船有限元計(jì)算并處理BSS(bearing support structure)界面處變形數(shù)據(jù),對(duì)于單點(diǎn)界面處載荷采用包絡(luò)值、并進(jìn)行方向敏感性設(shè)計(jì)來(lái)校核單點(diǎn)界面處強(qiáng)度,對(duì)于單點(diǎn)界面處疲勞采用LTD(long term distribution method)方法進(jìn)行計(jì)算、校核,這也是計(jì)算、校核由于系泊載荷引起的疲勞。
貨油系統(tǒng)選用液壓驅(qū)動(dòng)潛沒(méi)泵,設(shè)置在10個(gè)貨油艙、污油艙、燃油艙、工藝水艙及撇油槽。左右舷相鄰貨油艙設(shè)連通閥(可遙控)和管路,實(shí)現(xiàn)左右艙貨油泵互為備用,另外設(shè)置有移動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)貨油泵。部分液壓潛沒(méi)泵實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,為獨(dú)立系統(tǒng),提高了冗余度。
專用壓載系統(tǒng)選用液壓驅(qū)動(dòng)潛沒(méi)泵,2臺(tái)專用壓載泵布置于兩舷壓載艙內(nèi)。
采用舷側(cè)潛沒(méi)泵型式的海水提升系統(tǒng),布置在邊壓載艙內(nèi),取代常規(guī)的海底門+機(jī)艙海水泵,避免了海水門、通海閥等水下檢修的安全隱患,提高FPSO的運(yùn)營(yíng)安全。這也是目前國(guó)內(nèi)FPSO首次采用舷側(cè)海水提升泵。
主電站設(shè)在上部模塊,為FPSO以及3個(gè)水下生產(chǎn)系統(tǒng)供電;油田伴生氣充足,采用燃?xì)廨啓C(jī)作為發(fā)電機(jī)組,配置3臺(tái)10 MW、6.3 kV、50 Hz燃?xì)馔钙桨l(fā)電機(jī)組。應(yīng)急電站設(shè)在船體,配置1臺(tái)1 600 kW、400 V、50 Hz應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī),為船體、上部模塊、單點(diǎn)及水下生產(chǎn)系統(tǒng)提供應(yīng)急電源,同時(shí)作為基本工況下主電源及主電站“黑啟動(dòng)”電源。
“海洋石油119”為國(guó)內(nèi)目前首個(gè)全部采用水下采油樹(shù)的FPSO,作為該深水油田區(qū)塊的唯一水面設(shè)施,中控系統(tǒng)更復(fù)雜,不僅是FPSO的中控,更是整個(gè)油田區(qū)塊的“神經(jīng)中樞”、控制中心。中控系統(tǒng)包括工藝控制系統(tǒng)(PCS系統(tǒng))、火氣系統(tǒng)(FGS系統(tǒng))和應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)(ESD系統(tǒng))3套獨(dú)立控制系統(tǒng),覆蓋船體、上部模塊、單點(diǎn)、3套水下系統(tǒng)等各部分。中控系統(tǒng)的監(jiān)控和輸出控制點(diǎn)高達(dá)9 000~10 000硬點(diǎn)、16 000~20 000軟點(diǎn),分布在船體首尾部以及上部模塊等數(shù)十面信號(hào)采集柜中。
生活區(qū)設(shè)有滿足100人定員需求的臨時(shí)避難所,這在南海新建FPSO也是首次,避難所滿足應(yīng)急控制、防火、正壓、救逃生等各項(xiàng)安全要求。
適當(dāng)增加居住層層高,艙室凈高為2 300~2 500 mm;采取更多的減振、降噪措施;綜合提高人員工作和居住的舒適性。
統(tǒng)一規(guī)劃生活樓內(nèi)電氣設(shè)備處所,實(shí)現(xiàn)“干濕分離”、即電氣類房間上部無(wú)衛(wèi)生單元類濕處所,有利于電氣設(shè)備的維護(hù)。
“海洋石油119”船體、模塊、單點(diǎn)的相互界面更復(fù)雜,各公用系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)進(jìn)一步深化,兼顧船體、上部模塊、單點(diǎn)等多用戶需求,提升了設(shè)計(jì)建造、作業(yè)維護(hù)的整體經(jīng)濟(jì)性和便利性,落實(shí)降本增效。同時(shí),項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造中加強(qiáng)推進(jìn)中海油“三新三化”要求:新思想、新技術(shù)、新方法,標(biāo)準(zhǔn)化、國(guó)產(chǎn)化、簡(jiǎn)易化。
“海洋石油119”是MARIC繼渤海7座、南海5座FPSO之后為中海油設(shè)計(jì)的第13座FPSO。該FPSO較好地完成了功能實(shí)現(xiàn)、安全保障和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一,原油高峰年產(chǎn)量可達(dá)420萬(wàn)m3,其建成投產(chǎn)為南海東部油田實(shí)現(xiàn)2025年上產(chǎn)2 000萬(wàn)噸目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
“海洋石油119”所服役的流花16-2油田群是目前我國(guó)在南海開(kāi)發(fā)產(chǎn)量最大的新油田群,將為保障國(guó)家能源安全和助力粵港澳大灣區(qū)發(fā)展注入新動(dòng)力。