㈠ 如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置.下列有关涉及物理知识的说法中正确的是()A.油箱
A.油箱内油复量增多时,浮制标随油面上升,但排开油的体积不变,
根据阿基米德原理可知受到的浮力不变,故A不正确;
B.由图可知,油量表串联在电路中,是由电流表改装的,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴根据欧姆定律可得,电流表的示数:
I=
U |
R0+R1 |
U2 |
R |
㈡ 浮动环流收油器和浮动收油器哪种好
浮动环流收油器及环流分离方法,适用于石油勘探、采集、储运、加工及其它石化专过程含油污水的就地处理;属含油污水处理厂前处理,取代隔油、气浮及其它不同比重混合液体的分离和排除。集油箱与环管相连,下部设支撑杆;集油箱上部的集油环内的集油...
㈢ 如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置.油量表是用______表改装的;当油箱中的浮标向上运动时,R
当油面升高,浮子位置升高,在虚线框内的装置特点是在力的作用下,围绕固定点回转动,即答是在杠杆作用下,滑动变阻器连入电路的阻值减小,使电路中的电流增大,油量表应显示油量增加,所以用电流表改装为油量表.把电流表表盘的刻度转换成油面高度或油箱内油的体积就可以知道油箱内的存油量. 故答案为:电流;减小;增大. |
㈣ (2010广西)有一种自动测定油箱内油面高度的装置如图所示,油量表是由电流表改装而成的,R是滑动变阻器
解答:答:当油面升高,浮子位置升高,在杠杆作用下,滑动变阻器连入电路的阻值变小,版使电路中权的电流变大,电流表示数变大;当油面下降,浮子位置降低,在杠杆作用下,滑动变阻器连入电路的阻值变大,使电路中的电流变小,电流表示数变小.把电流表表盘的刻度转换成油面高度或油箱内油的体积就可以知道油箱内的存油量.
㈤ 浮油吸收机工作原理是什么
浮油吸收器制造商表示,在石油产品的生产和储存过程中,必然会产生大量的含油污水,污水沉淀池是初步分离油、水的主要设备之一。它是在沉淀池中收集的含油污水。然后,用不同密度的油和水的重力沉降法对油和水进行初始分离。在油、水分离沉降过程中,分离出大量的油、水,形成浮油。
现有的污水池和沉淀池在水箱中只有一定高度的固定集油池。当污水箱工作时,吸油机制造商表示它只能在油位高于集油箱时充电,低于集油箱使用时的充油量。油不能被除去,也就是说,油收集槽下面的油不能被收集,剩余的油会随着污水一起排出,这给随后的水处理带来了很大的困难。
如果污染油量大,罐内上部油层表面会长期凝固结壳,对油品的收集有很大影响。特别是在低温季节或寒冷地区,当罐内温度较低时,罐内表面的凝固结壳现象更为严重,导致固定受油罐堵塞,使罐不能正常使用。油膜吸收器不能很好地应用于油田转运站。工作原理如下:
1、水下部分:
启动采油发动机。油层通过中心管通过浮油吸收器去除悬架,进入集油槽的上部。水从反射器返回到油池。
2、地面部分:
启动乳化废水处理设备的油泵,收集在收油缸上部的油通过软管和真空罐吸入地面二次分离装置,油通过蜂窝状倾斜悬浮管使油从油管中下沉。流入油桶,回收或加深再利用。水通过调节螺母和水溢流槽返回到油脂分离器。
㈥ 什么是浮式储油卸油装置(FPSO)
FPSO(Floating Proction Storage and Offloading),即浮式储油卸油装置,可对原油进行初步加工并储存,被称为“海上石油工厂”。
大型FPSO
FPSO是对开采的石油进行油气分离、处理含油污水、动力发电、供热、原油产品的储存和运输,集人员居住与生产指挥系统于一体的综合性的大型海上石油生产基地。与其他形式的石油生产平台相比,FPSO具有抗风浪能力强、适应水深范围广、储/卸油能力大,以及可转移、可重复使用的优点,广泛适合于远离海岸的深海、浅海海域及边际油田的开发,已成为海上油气田开发的主流生产方式。
FPSO装置作为海洋油气开发系统的组成部分,一般与水下采油装置和穿梭油轮(Shuttle Tanker)组成一套完整的生产系统,是目前海洋工程船舶中的高技术产品。同时它还具有高投资、高风险、高回报的海洋工程特点。
FPSO俨然一座“海上油气加工厂”,把来自油井的油气水等混合液经过加工处理成合格的原油或天然气,成品原油储存在货油舱,到一定储量时经过外输系统输送到穿梭油轮。作为海上油气生产设施,FPSO系统主要由系泊系统、载体系统、生产工艺系统及外输系统组成,涵盖了数十个子系统。
FPSO上面安装了原油处理设备,有的FPSO有自航能力,有的则没有,采用单点系泊模式在海面上固定。FPSO通常与钻油平台或海底采油系统组成一个完整的采油、原油处理、储油和卸油系统。其作业原理是:通过海底输油管线接收从海底油井中采出的原油,并在船上进行处理,然后储存在货油舱内,最后通过卸载系统输往穿梭油轮。
㈦ 自动测油箱内油面高度的装置为什么油面上升电阻反而变小
由电路图可知,油量表串联在电路中为电流表,R 1 与R 2 串联;
当油面上升时,R 2 接入电回路的电阻变小,答电路中的总电阻变小;
根据欧姆定律可得,电路中的电流变大,即油量表的示数变大.
故选A.
㈧ 浮油收集器和带式撇油器原理与性能区别
涡旋浮油收集器适用于高效分离含油污水中的油,吸收漂浮在水面上多种成份的废油,包括石油、机油、柴油、润滑油、植物油及其它比重小于水的液体,不管水面上油层厚薄,均可使其聚集和回收至油箱。
工作原理:
通过流体压力产生均匀的离心场,从而实现流体离心分离。
性能特点:
1、涡旋油水分离技术完全继承了“涡旋流体净化技术”的所有优点:分离效果高、连续运行、定时排油、有效介质(水)损失小。另外,污水中的浮油滴在高速进入旋流室时因相互碰撞而发生聚合,并且在旋转上升的过程中由于油滴在轴线附近的不断聚集而加速聚合,这使得该油水分离技术的最终分离效果要好于“涡旋流体净化技术”的固液分离效果。
2、涡旋浮油收集器是以涡旋油水分离技术为核心的高效浮油回收设备,配备电动隔膜泵、浮动吸油口,整机实现连续收油、自动排油。
3、安装简便,放置浮动吸油口、接通电源即可。
带式撇油器:
概述:是指利用传动带回收水面溢油的机械装置。传动带的运转将水面的溢油粘附在上面,经过刮片将油导入到集油槽中,再由泵泵到储存装置。刮油带是用特殊耐蚀钢和特殊设计的高分子材料制成,耐磨持久。
原理:众所周知油是非极性,水是极性,按相似相溶物理定律它们是不相溶的,而油的密度小于水的密度,不加以搅拌油便会漂浮于水的表面。
刮油机是利用油和水之间特定的物理特性,通过环形钢带连续工作吸附去除夜体中表面浮油,减少石油对水的污染程度,可用作过滤前的预处理。
㈨ 使用多功能浮式储油生产处理系统开发陆丰深水油田技术
陆丰22-1油田位于南海珠江口盆地17/22合同区块,在香港东南方约250km,油田平均水深333m,是目前我国海上已开发油田中水深最深的一个油田。
油田面积9.8km2,国家储委批准探明石油地质储量1903×104t,控制地质储量473×104t,总储量为2376×104t。
油田发现于1986年5月,原作业者为美国西方远东石油公司。1991年9月,澳大利亚AMPOLEX石油公司接替了原作业者,继续对陆丰22-1油田进行评价。1995年9月向中方提出总体开发方案报告,1996年3月获主管部门批准。同年6月AMPOLEX公司正式将陆丰22-1油田转让给挪威STOTAIL石油公司。STOTAIL石油公司接替作业权后,对油藏开展进一步评价,并对开发方案进行了优化调整,最后选用一艘多功能“睦宁号”浮式生产储卸油轮FPSO和水下井口,并由柔性立管回接到浮式生产储油轮FPSO的开发方案。
工程建设自1996年1月开始,1996年12月开始钻开发井,到1997年10月机械完工,12月27日正式投产,高峰日产原油量0.9×104m3,开采年限5年。
一、陆丰油田开发技术难点
a.地质条件复杂。油田为底水油藏,油水界面深度1626m。为满足完井射孔避射高度不小于10m,井眼不能钻过1615m的深度,使井眼轨迹控制相当困难;油藏受断层走向分割控制,水平井的井眼轨迹必须沿主断层走向,致使水平井的水平段必须拐弯;另外,井眼轨迹特别是造斜点深度断层的影响和小于5m断层风险的存在,很容易造成钻井过程中的泄漏和垮塌。
b.底盘钻井方案决定了平台的位置,同时影响到5口水平井的轨迹,影响到整个钻井工作量,加大了实施钻井作业的难度。
c.各井水平段要求精度高,容许变化量小,井眼轨迹控制难度大,这不但要求精确的测量技术,而且变L形井眼轨迹容易形成键槽和磨损套管,同时增加了中靶难度。
d.鉴于钻井存在井漏危险,因此需综合考虑井眼清洗和井眼稳定,认真研究和选用泥浆的类型,确定各项水力参数。
e.防止钻进过程中发生屈曲现象,保证滑动钻进也是一道难关。
f.钻井平台除完成钻井作业外,还要承担许多海底安装任务,因此,钻井作业成为油田开发的关键路线。
二、陆丰油田采用的新技术
该油田是中外双方利用当今世界高新技术,在南海海域开发的又一个大型深水油田,成功开创了我国只用一艘油轮开发一个海上油田的典范。概括起来,所采用的主要新技术有9项:①多功能、标准生产模块组合的浮式生产储卸油轮 FPSO;②可折叠悬挂式组合底盘HOST;③多相水下电驱动海底增压泵;④新式可解脱的沉没式STP单点系泊系统;⑤深水吸力锚;⑥水下双定位卧式采油井口;⑦立管重力垂直对接安装新工艺;⑧油田全水平井开发,有2000m以上的单井水平段沿断层走向拐弯钻进;⑨电液遥控无潜水作业方式。
三、设计条件
1.环境参数(百年一遇)
陆丰22-1油田位于亚热带地区,受季风影响,频繁的台风和从西伯利亚来的强烈寒流使该地区海况更加恶劣。内波流是一种海洋水下流,对海洋建筑物的安全和生产操作都产生极为不利的影响。主要的环境参数如下:
最大天文潮:1.58m
最大波高:22.8m
最大波高周期:12.2s
海水温度:①表层最高温度30.42℃;②表层平均温度24.81℃;③表层最低温度21.5℃;④底层最低温度10.78℃
海水表层流速:2.11m/s
海水底层流速:0.75m/s
一分钟平均风速:50.3m/s
最高气温:36℃
最低气温:7℃
2.流体性质参数
地层原油:黏度4.35mPa.s
气油比0.7m3/m3
脱气原油:相对密度0.856
倾点43~46℃
黏度22.8mPa·s
凝固点42.2℃
含蜡量25.46%
胶质沥青量5.0%
含硫量0.07%
油田水:水型CaC12
总矿化度28252mg/L
氯离子16927mg/L
四、油田开发方案
陆丰油田水深333m,海况恶劣,地质情况复杂,油藏气油比低、压力低,早期含水高、含蜡高,油田开发难度很大。中国海油与挪威国家石油公司应用高新技术,将无商业开采价值的油田变为有开采价值的油田的经营理念,经过认真细致的经济评价和技术研究,最后确定采用近几年海上石油开发的新技术,用技术上可行、设备简单、费用少的工程开发方案:只使用1艘多功能浮式生产油轮,配合水下井口方案。油流通过海底水下井口直接输送到多功能浮式生产油轮上进行处理,然后用穿梭油轮外运。
与以往常规油田开发方式建造平台、设置单点、铺设海底管线、系泊浮式生产设施的开发方式完全不同,陆丰22-1油田只租用1艘新造的多功能浮式生产油轮,在陆丰22-1油田作业2~7年后,还可以到其他油田服务,这将大大降低油田初期资金投入和总体工程开发费用,使本来不具备开发条件的边际油田具有了更高的商业开发价值。据估计,这种开发方式使油田开发设备投资至少减少了将近一半。
陆丰22-1油田开发工程设施主要包括(图12-2):5口水平井;水下悬挂式组合井口底盘HOST;用于人工升举的多相电驱动海底增压泵;装有生产模块的多功能浮式生产油轮“睦宁号”;可解脱的沉没式转塔生产系泊系统;4功能(产出液、高压电、低压信号和液压)多通道旋转接头。
(一)水下井口
陆丰22-1油田采用5口水平井,水平井段长达470~2060m。水平井井口和采油树坐落在铰链式组合底盘上,生产井的液流经采油树输送到底盘上的生产管汇,再进入2条203.2 mm(8in)柔性生产立管,柔性生产立管回接到浮式生产储油装置上。
图12-2陆丰22-1油田工程设施图
(二)浮式生产储卸油装置
“睦宁号”浮式生产储卸油轮是由多功能穿梭油轮改造而成的,该油轮船长253m,宽42m,具有双壳体,总载重量10.3×104t,可储存原油10.2×104t(64万桶)。处理设备安装在主甲板后方,设计原油日处理能力为1.9×104m3(12.5万桶)油水混合液;主机机舱、生活区和直升机甲板设置在船艏,所有的油舱均可蒸汽加热。货油、压载泵舱以及电力螺旋桨发动机机舱也设在船艏。船上使用柴油电动推进器及动力定位系统,该系统在不使用锚时仍能使船保持在预定位置。中央控制室(CCR)可对船上的主要设备和水下生产实施进行监控。生活区定员86人。船上还安装了3个自由落体式救生船。
由于原油含蜡高,生产处理设备必须保持原油温度在62℃以上。进舱合格原油的含水标准设计为0.3%,分离出来的生产水处理到含油量低于50×10-6,符合环境保护排放标准后排入大海。
在强台风到来时,海上人员需要从现场撤离,“睦宁号”浮式生产储卸油装置可以从沉没式转塔生产系泊系统迅速解脱撤离。
(三)沉没式转塔生产系泊系统(STP)
沉没式转塔生产系泊系统主要包括两部分。
(1)STP浮筒及系泊系统
“睦宁号”系泊用6个吸力锚固定在沉没式浮筒上,该浮筒可系泊到浮式生产储卸油轮上,也可在浪高7m时解脱。解脱后STP浮筒沉入水下约45m处。由挪威APL公司和天津海王星工程技术有限公司设计的吸力锚,直径5m,高度10m,单个锚重量45t,单锚设计系泊力680t。
(2)STP旋转接头(STP-RC)
STP-RC旋转接头包括6个高压电旋转接头向增压泵供电,1组液压旋转接头向水下装置提供液压动力和注化学药剂,1组控制讯号旋转接头在顶部设施和水下控制系统之间传递讯号,还设有2条φ203.2mm原油生产通道,水下生产的原油通过这两个通道输往“睦宁号”。
(四)水下悬挂式井口组合底盘HOST
1.悬挂式组合底盘的特点
全称Hanger Over Subsea Template,简称HOST,是挪威Kongsberg Offshore a.s(简称KOS)海洋工程公司近两年研制开发的井口底盘。陆丰22-1油田所使用的是目前世界上第二套,是我国海上油气田首次采用HOST系统井口。HOST系统的主要特点如下。
(1)设计灵活,适应性强
针对常规整体式底盘在制造、运输、安装和生产过程中所表现出来的弊端,HOST系统把整体式底盘分成中心模块和若干个井口导向模块HOGS。导向模块的数量和大小视油田规模和井数而定,适应性强。
(2)结构简单,操作方便
中心模块固定后,把井口导向模块逐一组装到中心模块周围,再根据作业程序相继把钻井用的井口和完井用的采油树通过导向柱分别安装到导向模块上。所有安装作业都可以用常规的钻井平台来实现。
(3)轻便灵活,运输方便
HOST底盘可分成若干个小模块,并且是专门为常规半潜式钻井平台6.5m×5.5m月池设计的,因此,它可以用驳船送到平台月池下方,再用吊机吊装到月池上,同平台一起拖航到目的地,下放到井位。用于陆丰22-1油田的HOST系统的中心模块尺寸为5.95m×5.45m×1.777m,重量为30t。
(4)节省钢材,安装费用低
与同等井数的常规整体式底盘相比,可节约钢材25%,节约安装费达40%。
(5)满足完井要求
HOST井口所用的完井系统适应常规完井要求,井口系统使用UWD-5型103.3MPa(150001b/in2)系列,油管悬挂器使用常规的127mm×50.8mm(5in×2in)系统。177.8mm(7in)油管挂与平卧式采油树是HOST系统的特点。
2.HOST系统的安装技术
a.在钻井平台拖航之前,将HOST吊放到钻井平台上。
b.钻井平台和HOST中心模块拖到油田井位后,首先对海底障碍物进行调查,检查范围为40m,海床坡度低于1.0°,同时检查月池区导向绳和气动绞车以及再回收导向绳接头。
c.钻井平台定位合格并压载后即可开始钻1066.8mm(42in)中心井眼,井眼设计深度394m,测量井斜α小于或等于0.5°,起钻前替入20m3的高黏泥浆。用水下机器人ROV在距井眼4m左右处安装一个传感器,在6m前后处安装3个2m长绳索的浮标,用于检查中心模块的安装高度。
d.下入中心模块:
·用常规下套管方法连接914.4mm中心导管串,接上762mm(30in)导管井口头下入工具和固井管串并作好标记。
·割开中心模块和钢梁以及钢梁与月池左右舷之间的固定焊点;下放导管串并坐到月池上的HOST中心模块上,锁紧中心模块的上锁模块,卡紧中心导管,推出下锁模块卡紧中心导管,确认处于锁紧状态。
·把导向绳的导向头插入中心模块4角相应的导向柱并锁紧,上提中心模块并移开模块下的钢垫梁;往中心导管灌注海水,关闭下入工具上的阀门;将中心模块下放到海床上方,在下放过程中保持导向绳处于拉直状态,当中心导管离海床3~5m时,借助ROV寻找浮标并对准1066.8mm井眼下入导管鞋;继续下放中心模块,直到离海床2m为止,从中心模块上表面至海床的最大距离控制在3.5m之内;用调整4根导向绳松紧的方法控制中心模块的水平度使其斜度小于2°。
·用常规方法固井,注水泥浆后,保持中心模块静止直至水泥硬化;检查和调节中心模块的水平度使其等于或小于0.10,最大0.3°。
·用ROV将1根导向绳绳头插入平衡仪连接头使之扣紧,从中心模块上拉出水平仪并起出水面;重新下入该导向绳,并插入下次要下的导向模块(HOGS)相应的导向柱上。
e.安装井口导向模块(HOGS):
井口导向模块(HingOverStructure)系中心模块连接井口的特殊机构,起到支撑和悬挂井口以及将导管下入井眼的作用。HOGS模块也是用钻机安装的。
·用ROV检查中心模块可旋转分离的导向杆(GuidePost)接头处于作业状态,并确认锁紧插销位置。
·用月池后吊车把下入工具组装到HOGS上,然后起吊到平台船尾月池后方,再把从钻台上下来的吊环接到下入工具的吊环上,由司钻和吊车司机联合操作,将HOGS送到月池作业区。
·连接导向绳,用钻杆送下HOGS,下入工具借助导向柱的作用使HOGS坐在中心模块的正确位置上。
·用ROV锁紧上扣模块和中心模块连接固定。
·钻机移位,然后接上中心模块上相应的导向柱,即可进行下一个HOGS的安装。
f.安装钻井井口永久导向架(FGB):
·钻914.4mm井眼至419m。
·用ROVXX起HOGS上的补心,用月池后绞车将导向架FGB移至月池中间。
·用吊装HOGS同样的方法把FGB移到钻机转盘底下,连接762mm导管,并用钻杆下放到月池,导管坐封在FGB上,然后下放导管和FGB。
·将导管鞋插入相应的HOGS,坐封FGB到HOGS上,调整水平度小于0.5°;注水泥浆固井并核实FGB的水平度。
g.安装中心管汇
·将一对对角导向杆安装到中心模块相应的对角导向柱上,锁住导向柱插销。
·把中心管汇模块吊装到月池BOP插车上并固定好。
·把中心模块管汇送到月池下方作业区,将提升中心模块的钢丝绳和钻杆接头对接,提升钻杆,吊起中心管汇模块。
·通过中心管汇模块的一对对角导向柱,把导向绳下放到海底中心模块上并对接到事先安装的导向杆上;下放中心管汇模块并坐到中心模块底盘上使其固定。
h.中心模块HOST系统的安装时间仅3.35d,比计划的7.5d提前了4.15d;而中心管汇模块的安装时间为38h,比计划的60h提前了22h。中心管汇模块安装后,开始水平采油树安装作业,5口采油树安装作业时间为293h。
㈩ 海上浮式生产储油装置
FPSO是Floating Proction,Storage and Offloading system的英文缩写,意为浮式生产储油装置。这种装置是集油气处理、储油与卸油、生活、发电等为一体的海上油气开采装置。浮式生产储油装置(FPSO)始于20世纪50年代末,大规模发展于90年代。到目前为止,全世界已有近80条FPSO在服役,它们主要分布在北海、巴西沿岸、西非沿岸、东南亚和中国。由于FP-SO具有海域适应性强、经济性好、可靠性高和可重复再利用等特点,它已被石油界广泛地用于海上油气田开发。
中国海油经过20多年的大力发展,FPSO已成为海上油田开发的关键设施之一。目前有11条FPSO在服役,还有2条FPSO正在建造之中,我国已成为世界上少数大量使用FPSO的国家。11条FPSO分布于渤海和南海,作业海域的水深从20~330m不等;FPSO的载重吨位从5万吨级至25万吨级,总载重吨位已达到140×104t。FPSO根据不同海域的环境要求,有抗冰型、浅吃水型和抗台风型;根据不同油田的使用要求,FPSO采用了新建、改造和租用的方案。现有新建FPSO的设计寿命都在20~30年以上,并能做到在20~30年的海上作业期间不解脱进坞维护,可以做到长期连续安全生产。
中国海油自从20世纪80年代的改革开放以来,于1987年为渤海BZ28-1油田建造了5万吨级的“渤海友谊”号FPSO(图13-1);为渤海BZ34油田建造了“渤海长青”号FPSO;在南海W10-3油田上,将18万吨级旧油轮改造成了“南海希望”号FPSO,该FPSO于1998年退役;为惠州油田群改造了25万吨级“南海发现”号FPSO。在90年代中期,渤海与南海各油田上相继投产了另外5条FPSO,它们是“渤海明珠”(图13-2)、“南海盛开”、“南海开拓”(图13-3)、“南海胜利”(图13-4)和“睦宁”。“渤海明珠”FPSO是国内第一次依靠自己的技术力量,按国际标准设计建造的58000t的FPSO,用于自营油田开发,它具有冰区作业功能,设计寿命达20年,该FPSO设计建造荣获国家科技进步奖。
从1999年起,中国海油依靠自己的技术力量,独立规划设计,国内船厂建造的高标准16万吨级和2条15万吨级大型FPSO,它们是“渤海世纪”(图13-5)、“南海奋进”和“海洋石油111”(图13-6)。这3条FPSO均用于中外合作油田开发上,受到油田合作伙伴的高度评价,开创了FPSO新的里程碑。
在20多年时间内,中国海油走过了由国外规划设计FPSO到完全由国内设计建造的过程。中国海油对FPSO规划、设计、建造、操作等已积累了相当长期的实践经验,可以根据不同油田开发的使用要求和经济效益选择新建、改造和租用FPSO的方案。目前,FPSO已成为中国海油一个新兴产业,我们将以合理价格、安全可靠、优质服务向外方提供油田开发的FPSO设施。随着中小油田及边际油田开发的需求,中国海油将会出现多种多样和全新概念的FPSO。
一、浮式生产系统分类
从海上油气田开发应用方面,浮式生产系统可分为以下3种基本类型。
a.油田开发系统:油田开发系统的用途是为了经济地开采储层流体直到经济的耗损点为止,其使用期限一般都超过5年。
b.早期的、试验性的或前期油田开采系统:该系统的用途是生产储层流体,为预测油藏长期产能和最终采收率提供可靠的生产经验及数据。而这种分类的初衷并不是开采到油层枯竭,其使用期限一般为60天到2年不等,通常不超过5年。
c.钻杆测试系统及油井或油藏的延长测试系统:该系统的用途是收集关于油井产能、介质特性、油层生产特征、油藏大小及动力、生产问题、油层连续性、油井的维护以及短期油藏维护的数据,使用期限一般测试达120天。
二、浮式生产储油装置的功能
浮式生产储油装置主甲板以下的舱室主要储存生产的原油,主甲板以上的生产甲板主要布置生产处理设施、公用设施和生活模块。
1.原油和生产污水的处理
在浮式生产储油装置主甲板以上,根据生产工艺的要求设置生产甲板。生产甲板就相当于一座陆地处理厂,在生产甲板上设置油气生产和污水处理所不可缺少的设备,如加热器、分离器、冷却器、污水脱油装置、压缩机、输送泵、安全放空装置等和生产需要的其他配套设施。处理合格的原油进舱储存;处理达标的生产污水直接排海或作为油田注水的水源;分离出来的天然气作为发电机和加热锅炉的燃料,或输送到陆地供客户使用。
2.供电和供热
开发一个油田需要大量的机械设备,而要维持这些设备和生产流程的正常运转,离了电和热是不行的。FPSO利用生产过程中分离出来的废气作为燃料进行发电和加热锅炉,锅炉产生的热量供生产流程加热,而所发的电力除供给FPSO本身生产和照明用电外,还可通过海底电缆输送到各井口平台,向井口平台提供电力所需。这样,可以减少井口平台上的设备和重量,简化井口平台的布置,节约工程费用和操作费用。
3.生活基地和生产指挥中心
在FPSO上除了布置生产设施以外,还布置有供生产操作人员生活和休息的住房。FPSO主尺度较大,为布置住房提供了有利条件,住房定员从几十人到上百人。住房内除设置卧室和餐厅外,还配备了专门的会议室、娱乐室、办公室、报房和中央控制室,不但为FPSO上的操作人员提供宽敞、舒适的生活和休息环境,还可以监控整个生产流程的运转情况,为附近平台提供支援和服务,成为油田名副其实的生产指挥中心。生活住房作为单独的一个模块,可以布置在FPSO的艏部,也可以布置在FPSO的艉部。在住房模块顶部设立直升机甲板,供倒班和应急情况时使用。
4.储存合格的原油
FPSO主甲板下面的舱室,除压载水舱、燃油舱、淡水舱、机泵舱和部分工艺舱室之外,绝大部分舱室都是用来储存处理合格的原油的,其储油量从几万吨到几十万吨,相当于一座海上大油库,与其他只能储存1万~2万吨的全海式开发方案相比,具有独特而明显的优势。FPSO的设计吨位和原油储存能力视油田海域的水深和油田的产能而定,一般应能储存油田10d以上的产量,否则,需要穿梭油轮频繁地停靠外输,受气候影响较大。
图13-1“渤海友谊”号52000tFPSO
图13-2“渤海明珠”号58000tFPSO
图13-4“南海胜利”号144000tFPSO
图13-5“渤海世纪”号160000tFPSO
图13-6“海洋石油111”号150000tFPSO
5.外输合格原油
FPSO还可兼做海上输油码头,供穿梭油轮停靠,通过输油泵、计量系统和输油软管将合格的原油输送到穿梭油轮上外运销售。穿梭油轮可以侧靠也可以串靠 FPSO,选用哪一种方式,取决于油田的环境条件和操作要求。侧靠对穿梭油轮的吨位和环境条件有较大的限制,因此,在无冰海区,采用串靠输油比较灵活。串靠输油时,需配备几百米长的输油软管和相应的一些机械设备。
三、浮式生产储油装置生产系统的特点
从水深几百米、风大浪高的南海到最大水深只有30多米、冬季有海冰作用的渤海,中国海油广泛地使用了浮式生产储油装置FPSO开发海上油田,采用FPSO生产的原油产量,目前已占到中国海油国内原油产量的一大半,充分显示了这种开发装置具有诱人的特点和优势。
1.对水深和环境条件的适应性强
从水深几十米到几百米,甚至更深都可以使用这种生产系统。水浅的海域,采用固定式的结构比较经济,水深的海域采用更具灵活性的悬链式系泊结构。不论是渤海高纬度海冰地区,还是夏季受台风袭击、波涛汹涌的南海都已得到成功的应用。
2.具有风飘作用,受力条件最佳
由于浮式生产储油装置采用旋转部件与单点系泊系统相连,FPSO基本处于自由漂浮状态,不但可以自由地纵横摇摆和升沉起伏,还可以在风、浪、流、冰等环境力的共同作用下,绕单点作360°的自由旋转,使FPSO处于受力面积最小的最佳受力状态,使单点结构设计最为经济。
3.具有充裕的面积和空间
在浮式储油装置的主甲板上加设生产甲板,使浮式生产储油装置的所有面积和空间得到充分的利用,为储存原油、布置生产处理设施和公用设备以及操作人员住房提供了良好的条件。另外,还兼做海上输油码头,供穿梭油轮系泊和停靠,成为一座集生产、生活、储油和运油多功能为一体的海上综合基地。工程费用相对较低。
4.灵活机动
浮式生产储油装置常通过一些特殊部件与单点相连,在必要的时候,也可从这些连接部件方便地解脱。渤海绥中36-1油田试验区的抗冰单点,在遇到严重冰情时,可以在数小时之内完成FPSO的计划解脱,将FPSO拖到安全地点。根据环境状况和生产需要,也可以将FP-SO设计成能抵抗百年一遇最恶劣的环境条件,永不解脱。
5.可重复利用
可重复利用是浮式生产储油装置的另一大特点。这一特点特别适用于开发期较短的边际油田。当一个油田开发完成后,可以针对下一个油田的要求,对生产设施进行适当的改造和维修即可再次使用。由于改造的工作量相对较少,不但可以争取油田尽快投产,还可大大减少油田的一次性投入,提高油田的经济效益。
渤海绥中36-1油田试验区的明珠号经改造又用到了蓬莱19-3油田,而BZ28-1油田的友谊号曾搬迁到CFD1-6油田服役,目前又在进行设备的维修和局部改造,然后再回到原来的位置,为渤南油田群的开发继续使用20年。
6.施工周期较短
通过10多年的工程实践,有关浮式生产储油装置的设计和建造,国内已有了相当成熟的经验。建造一座10多万吨的浮式生产储油装置,一般只需1~1.5年的时间,与一座大型组块的施工周期差不多。另外,由于对FPSO的船型没有其他额外的要求,在油田急需投产的情况下,可以选用合适的旧油轮进行改造,在其甲板上增加生产工艺模块,然后与单点系泊系统相连,即可投入使用,这样,施工周期可以更短一些。像南海几个油田,旧油轮的改造时间大都在1年之内即可完成。