1、FPSO 結構組成及發展趨勢2010/11/191FPSO結構組成及發展趨勢2010/11/192FPSO結構組成及發展趨勢全海開發模式一 概述1.1 定義FPSO是在海洋石油天然氣工業中使用的浮式生產儲油卸油裝置，其原理是將臨近采油平臺或模塊開采的海底原油進行油氣水處理后注入貨艙臨時儲存，再由穿梭油輪或管道運走。FPSO作為一種海上生產設施，通常為船型，集海上油氣處理、儲存、外輸、生活和動力于一體，長期系泊于固定海域。2010/11/193FPSO結構組成及發展趨勢一 概述1.2 已投產的浮式生產系統數量對比FPSO 144艘張力腿平臺22個半潛式生產平臺42個生產駁船6艘生產SPAR 16

2、個可見FPSO 占據了很大的市場份額，當前的生產和存儲系統訂單48套，其中FPSO 船37套：9條新建、28條改建2010/11/194FPSO結構組成及發展趨勢優點：經濟性：較低的船體和改造費用可以提供最經濟的開發方案移動性：從建造場地轉到作業區域、很容易從一個油田重新部署到另一個油田。對水深不敏感，適用水深30米3000 米儲存能力：允許通過穿梭油輪輸出，可以不依賴于管道寬闊的甲板面積和裝載能力：缺點：需要額外的船用設備和人員，使操作費用相對較高；缺少鉆井能力：帶鉆井的轉塔錨固解決方案雖然在概念的是可行的，但還沒有實際運用；轉塔系統會對立管的尺寸和數量形成約束（主要是在經濟指標上）需要用到

3、水下采油樹和柔性立管（相對比較貴）2010/11/19FPSO結構組成及發展趨勢5一 概述1.3 FPSO 的優缺點對比：一 概述1.4 主要組成部分FPSO 由以下部分組成：(1) 生活模塊，中控室和直升機甲板；(2) 工藝和公用工程模塊，比如：分離機組、氣體壓縮、發電機模塊；(3) 船體和船舶系統；(4) 轉塔和流體傳輸控制旋轉接頭；(5) 系泊和立管系統2010/11/196FPSO結構組成及發展趨勢一 概述1.5 FPSO 的主要參數范圍： 儲存能力 產能 船體重量 適應水深 上部模塊 立管數量 氣溫 浪高200,000 -2,000,000 桶30,000 -250,000 桶/ 天

4、100,000 -350,000 總噸30 -2000 米2,000 33,000 噸1 - 75+個-20 C - 30 C平靜水面- 30 米浪高(100 年重現期)2010/11/197FPSO結構組成及發展趨勢2010/11/198FPSO結構組成及發展趨勢船體與組塊船體上部組塊2010/11/199FPSO結構組成及發展趨勢船體2.1 船體結構選擇：根據設計需要的存儲能力和上部模塊的重量，工作海域的海況要求和不同國家的規定，以及國際法律法規的要求（如IMO) 來粗略估計船體的大小和船體形式。原油壓載水雙壁船體雙殼船體單殼船體船體2.1 船體結構選擇：船型比較2010/11/1910F

5、PSO結構組成及發展趨勢船體2.2 船體設計注意問題細長的船尾可以降低潛在的碰撞和碰撞損壞（允許穿梭油輪在糟糕的環境下操作）只有用于卸油操作的設備允許安裝在船尾區域，這些區域可能受到潛在的碰撞；船尾的汽輪機尾氣對穿梭油輪上的員工和氣體傳感器產生問題。2010/11/1911FPSO結構組成及發展趨勢新建設計適應性較大范圍的構造選擇可進行材料的選擇完全符合需要一體化的強化結構海上系統的優化預計劃的界面系統方便檢查和維護長的設計建造周期相對高的費用改建固定的船體結構某些方面的不確定性開始點結構和系統的升級需要符合性需要范圍定義風險較高短的采購周期低的花費鋼材的質量等級2010/11/19FPSO結

6、構組成及發展趨勢12船體2.3 船體新建與改建的對比2010/11/1913FPSO結構組成及發展趨勢船體與組塊船體上部組塊上部組塊FPSO 甲板上的原油處理設施通常稱為上部模塊。FPSO 上的處理設備和其它的生產平臺類似，通常以模塊形式建造。FPSO生產設備包括：水分離、氣體處理、原油加工、水回注和氣體壓縮。2010/11/1914FPSO結構組成及發展趨勢上部組塊3.1 典型的上部模塊流程圖2010/11/1915FPSO結構組成及發展趨勢上部組塊3.2 設計關鍵因素與上部模塊布置 甲板可用空間 整體安全布置考慮 上部模塊建造策略 操作考慮2010/11/1916FPSO結構組成及發展趨勢

7、上部組塊3.3 主要進度前期工程設計6-9個月；轉塔訂貨至交貨時間10-16個月；船體建造或改建10-20個月上部模塊/PAU建造10-24個月全部范圍10-24個月上部模塊組裝6-18個月移至海上安裝位置1-2個月海上試運轉1-2個月全部范圍8-22個月；從詳細設計開始到穩定生產一共18-46 個月。2010/11/1917FPSO結構組成及發展趨勢2010/11/1918FPSO結構組成及發展趨勢配套系統轉塔和旋轉接頭系泊系統立管系統卸油系統FPSO的發展轉塔和旋轉接頭轉塔和旋轉接頭是FPSO的關鍵組成部分之一，它必須能讓FPSO繞其進行n 360 度的旋轉，以增加FPSO的適應性，使其能

8、適應除臺風等終極環境外的各種海況條件。2010/11/1919FPSO結構組成及發展趨勢轉塔和旋轉接頭4.1 轉塔分類內轉塔外轉塔可分離浸沒式轉塔可分離立管轉塔2010/11/1920FPSO結構組成及發展趨勢轉塔和旋轉接頭內轉塔系統：轉塔布置在船體內部，艏部、艉部、中部均可，如果布置在中部，一般都配備輔助螺旋槳來調整方向。內轉塔可以更好的適應惡劣的環境，容納的立管數量更多，最大為75個。2010/11/1921FPSO結構組成及發展趨勢主滾動軸承轉塔（立管）底部徑向軸承錨固底座錨鏈轉塔和旋轉接頭外轉塔系統：在船艏部突出一部分作為承載結構，適用于中等海況（最大浪高10m ），最大可容納大約20

9、 個左右的立管，相對內轉塔系統來說，成本低一些。2010/11/1922FPSO結構組成及發展趨勢轉塔和旋轉接頭可分離浸沒式轉塔：該轉塔可以做到高效分離或者連接作業，可躲避臺風等惡劣環境。一般可在612 小時內完成連接，繼續生產。2010/11/1923FPSO結構組成及發展趨勢轉塔和旋轉接頭可分離立管式轉塔該系統中屬于外轉塔的一種，立管束端可與轉塔端分離，使FPSO避開惡劣施工條件。2010/11/1924FPSO結構組成及發展趨勢轉塔和旋轉接頭4.2 旋轉接頭旋轉接頭是實現流體或者電信號，電流在FPSO和立管、臍帶管之間輸送的一個關鍵部分。2010/11/1925FPSO結構組成及發展趨勢

10、轉動部分：相對于船體靜止，2010/11/1926FPSO結構組成及發展趨勢轉塔和旋轉接頭主要結構旋轉接頭靜止部分：相對地面靜止，有蜘蛛板連接系泊系統。繞靜止部分轉動。軸承：上下兩個分別承載徑向力和軸向力旋轉接頭：使流體從立管部分輸送到油輪上的部分。軸承靜止部分轉動部分轉塔和旋轉接頭工作原理：與系泊系統相連接的部分相當于定子，旋轉部分相當于轉子，轉子和定子緊密配合、密封、旋轉，使流體得以輸送2010/11/1927FPSO結構組成及發展趨勢轉塔和旋轉接頭典型的轉塔：我們可以通過圖片看看轉塔到底有多高2010/11/1928FPSO結構組成及發展趨勢2010/11/1929FPSO結構組成及發展

11、趨勢配套系統轉塔和旋轉接頭系泊系統立管系統卸油系統FPSO的發展系泊系統5.1 轉塔系泊系統：在轉塔的底部設有對地靜止的錨固連接板，FPSO 繞轉塔轉動。多用于惡劣環境下的固定方式。2010/11/1930FPSO結構組成及發展趨勢系泊系統5.2 多點系泊系統：從四個方向將FPSO固定在水面，不做轉動，一般用于環境荷載較小的域，Hs6m 。2010/11/1931FPSO結構組成及發展趨勢系泊系統5.3 海床固定方式：吸力錨將錨筒用大吸力泵吸入海床，將錨鏈固定在海底，配合ROV 監控錨鏈的方向，有效減少吸力錨收到外部載荷的力矩，使其所受載荷達到最小。2010/11/1932FPSO結構組成及發

12、展趨勢2010/11/1933FPSO結構組成及發展趨勢系泊系統5.3 海床固定方式：固定錨如同導管架施工中打水下樁一樣，將錨鏈連接到樁管上，用液壓錘將樁打進泥里，固定錨鏈。固定樁在打樁時，樁會轉動，這樣很難控制錨鏈的方向，一旦超出正負2度的誤差范圍，會使樁受到的力矩增大，影響系泊系統的質量。2010/11/1934FPSO結構組成及發展趨勢系泊系統5.3 海床固定方式：拉力錨像普通船用錨那樣，用布錨船布置到設定位置。一般用12-16 個錨固定FPSO系統。系泊系統5.4 Hi-load 錨固系統該系統本身是一種浮式結構，將該結構用錨鏈纜繩復合機構固定于海床上，并利用其自身的摩擦吸附系統，附著

13、于油輪船體之上，可幫助油輪定位，這樣可以很大程度上節省油輪定位時間，提高工作效率。流體從FPSO 經由Hi-load 的油管輸送到油輪上。2010/11/1935FPSO結構組成及發展趨勢2010/11/1936FPSO結構組成及發展趨勢配套系統轉塔和旋轉接頭系泊系統立管系統卸油系統FPSO的發展立管系統6.1 轉塔立管系統轉塔立管結構的FPSO，通常用柔性立管，尤其是可分離的轉塔，因為轉塔分離后，其浮筒和系泊組塊需要下沉到水下30米處，以確保海流對其影響最小化。這就要求立管有局部較大的彎曲能力，柔性立管恰好能滿足這一要求，而且柔性立管想對剛性立管有更多的布置方式，來減小外部載荷的影響。201

14、0/11/1937FPSO結構組成及發展趨勢立管系統6.2 多點系泊立管系統剛性立管用于多點系泊的FPSO ，立管從左右兩側靠舷側上到甲板，實現流體輸送。剛性立管的好處是成本低，布置簡單，適應水深較深。2010/11/1938FPSO結構組成及發展趨勢2010/11/1939FPSO結構組成及發展趨勢管束管束連接臍帶管架浮筒立管系統6.3 混合立管系統混合立管是剛性立管和柔性立管的混合體。先由海底經剛性立管，使流體上升到海面以下70米左右，剛性立管頂部是剛性浮筒，提供保持立管豎直的浮力，然后經柔性立管將流體輸送的FPSO ，無論是轉塔結構，還是多點系泊方式，都可以使用混合立管系統。柔性動態立管

15、2010/11/1940FPSO結構組成及發展趨勢配套系統轉塔和旋轉接頭系泊系統立管系統卸油系統FPSO的發展卸油系統7.1 拉緊式鋼纜系統經艏部改造的專用穿梭油輪與FPSO以艏艉方式授油時，有輔助拖輪反方向拖拽油輪，使鋼纜張緊，保持油輪與FPSO 的距離，避免相撞，同時用油管卸油。2010/11/1941FPSO結構組成及發展趨勢卸油系統7.2 Hi-load DP 系統該系統與之前提過的Hi-load同屬一個家族的產品，但是DP是動力定位系統，不需要設置系泊系統，取而代之的是3個螺旋槳的定位系統，與系泊系統的Hi-load 相比，DP 更容易操作，更好的適應復雜海況。2010/11/1942FPSO結構組成及發展趨勢卸油系統7.3 其他新穎的卸油方式單錨固定腿（SAL ）在海床上錨固一個轉輸結構，使流體通過該結構，從FPSO輸送到油輪上，這種SAL結構能夠有效的避免油輪與FPSO相撞，提高安全性。2010/11/1943FPSO結構組成及發展趨勢卸油系統7.3 其他新穎的卸油方式懸鏈式錨固系泊系統（CALM BUOY ）該結構是一個浮筒式結構，有些類似于轉塔，有一個對地靜止部分用錨鏈固定于海底，上部可以繞其轉動，通過這個結構將流體從FPSO輸送到油輪上，該系統也能有效避免FPSO與油輪發