• / 46
  • 下载费用:2 下载币  

海洋工程手册--1-1+海上油气田生产与集输

关 键 词:
海洋工程 手册 海上 油气田 生产
资源描述:
第 一 篇 海 上 油 气 田 生 产 与 集 输第 一 章 海 上 油 气 田 生 产 系 统第 一 节 海 上 油 气 生 产 与 集 输一 、 海 上 油 气 田 生 产 的 特 点海 上 油 气 田 的 生 产 就 是 将 海 底 油 ( 气 ) 藏 中 的 原 油 或 天 然 气 开 采 出 来 , 经 过 采 集 、 油 气水 初 步 分 离 与 加 工 , 短 期 的 储 存 , 装 船 运 输 或 经 海 管 外 输 的 过 程 。由 于 海 上 油 气 的 生 产 是 在 海 洋 平 台 上 或 其 它 海 上 生 产 设 施 上 进 行 , 因 而 海 上 油 气 的 生 产与 集 输 , 有 其 自 身 的 特 点 。!"海 上 生 产 设 施 应 适 应 恶 劣 的 海 况 和 海 洋 环 境 的 要 求海 上 平 台 要 经 受 各 种 恶 劣 气 候 和 风 浪 的 袭 击 , 经 受 海 水 的 腐 蚀 , 经 受 地 震 的 危 害 。 为 了确 保 海 洋 平 台 的 安 全 和 可 靠 地 工 作 , 因 此 对 海 上 生 产 设 施 的 设 计 和 建 造 提 出 了 严 格 的 要 求 。#"满 足 安 全 生 产 的 要 求由 于 海 上 采 出 的 油 气 是 易 燃 易 爆 的 危 险 品 , 各 种 生 产 作 业 频 繁 , 发 生 事 故 的 可 能 性 很大 。 同 时 受 平 台 空 间 的 限 制 , 油 气 处 理 设 施 、 电 气 设 施 、 人 员 住 房 可 能 集 中 在 同 一 平 台 上 ,因 此 对 平 台 的 安 全 生 产 提 出 了 极 为 严 格 的 要 求 。 要 保 证 操 作 人 员 的 安 全 、 保 证 生 产 设 备 的 正常 运 行 和 维 护 。安 全 系 统 包 括 : 火 气 探 测 与 报 警 、 紧 急 关 断 、 消 防 、 救 生 与 逃 生 。海 上 生 产 设 施 的 安 全 系 统 以 自 动 为 主 , 手 动 为 辅 。$"海 上 生 产 应 满 足 海 洋 环 境 保 护 的 要 求油 气 生 产 过 程 对 海 洋 的 污 染 : 一 是 正 常 作 业 情 况 下 , 油 田 生 产 污 水 以 及 其 它 污 水 的 排放 ; 另 一 是 各 种 海 洋 石 油 生 产 作 业 事 故 造 成 的 原 油 泄 漏 。 因 此 , 海 上 油 气 生 产 设 施 应 设 置 污水 处 理 设 备 , 使 之 达 标 排 放 , 还 应 备 有 原 油 泄 漏 的 处 理 设 施 。%"平 台 上 的 设 备 更 紧 凑 、 自 动 化 程 度 更 高由 于 平 台 规 模 大 小 决 定 了 投 资 的 多 少 , 因 此 要 求 平 台 上 的 设 备 尺 寸 要 小 , 效 率 高 , 布 局要 紧 凑 。对 于 某 些 浮 式 生 产 系 统 上 的 设 备 来 说 , 还 要 考 虑 船 体 的 摇 摆 对 油 气 处 理 设 备 的 影 响 。另 外 由 于 平 台 上 操 作 人 员 少 , 因 而 要 求 设 备 的 自 动 化 程 度 高 , 一 般 都 设 置 中 央 控 制 系 统来 对 海 上 油 气 集 输 和 公 用 设 施 运 行 进 行 集 中 监 控 。&"要 有 可 靠 、 完 善 的 生 产 生 活 供 应 系 统海 上 生 产 设 施 远 离 陆 地 , 从 几 十 公 里 到 上 百 公 里 不 等 , 因 此 必 须 建 立 一 套 完 善 的 供 应 系—!—统 以 满 足 海 上 平 台 的 生 产 和 生 活 需 求 。一 般 情 况 下 , 陆 上 要 建 立 对 海 上 设 施 的 供 应 基 地 , 供 应 基 地 的 大 小 与 海 上 生 产 设 施 的 规模 有 关 。 供 应 的 方 式 一 般 有 两 种 : 一 是 供 应 船 向 海 上 平 台 提 供 供 给 ; 二 是 直 升 飞 机 向 平 台 运送 物 资 和 人 员 。 供 应 船 是 向 平 台 供 给 的 主 要 工 具 。供 应 船 向 平 台 提 供 生 产 作 业 用 物 资 、 生 产 / 生 活 用 水 、 燃 料 油 、 备 品 备 件 以 及 操 作 人 员等 。直 升 飞 机 主 要 向 平 台 运 送 人 员 以 及 少 量 急 需 的 物 资 , 并 向 平 台 人 员 提 供 紧 急 救 助 服 务 。为 了 接 收 和 储 备 生 产 物 资 和 生 活 用 品 , 海 上 生 产 设 施 要 配 备 以 下 相 关 的 设 备 和 装 置 :起 吊 物 资 和 人 员 用 的 吊 机 、 供 应 船 靠 船 件 、 供 直 升 机 起 降 用 的 停 机 坪 、 储 备 和 输 送 燃 料油 和 淡 水 的 储 罐 和 输 送 泵 、 储 藏 备 品 备 件 的 库 房 等 。一 般 情 况 下 , 海 上 生 产 辅 助 设 施 应 有!!"#天 的 自 持 能 力 , 以 保 证 正 常 的 生 产 运 行 和 人员 生 活 。$%独 立 的 发 电 / 配 电 系 统海 上 生 活 设 施 的 电 气 系 统 不 同 于 陆 上 油 田 所 采 用 的 电 网 供 电 方 式 , 海 上 油 田 一 般 采 用 平台 自 发 电 集 中 供 电 的 形 式 。一 般 情 况 下 , 海 上 平 台 利 用 燃 气 透 平 驱 动 发 电 机 发 电 , 并 通 过 配 电 盘 将 电 源 送 到 各 个 用电 场 所 , 平 台 群 中 平 台 间 的 供 电 是 通 过 海 底 电 缆 实 现 的 。发 电 机 组 的 台 数 和 容 量 应 能 保 证 其 中 最 大 容 量 的 一 台 发 电 机 损 坏 或 停 止 工 作 时 , 仍 能 保证 对 生 产 作 业 和 生 活 用 的 电 气 设 备 供 电 。除 主 发 电 机 外 , 有 些 平 台 还 设 置 备 用 发 电 机 组 , 以 满 足 连 续 生 产 的 需 要 。为 确 保 生 产 和 生 活 的 安 全 , 平 台 上 设 有 独 立 的 应 急 电 源 , 应 急 电 源 包 括 : 应 急 发 电 机 、蓄 电 池 组 和 交 流 不 间 断 电 源 (&’() 。应 急 发 电 机 设 置 的 作 用 是 , 当 主 发 电 机 出 现 故 障 或 发 生 应 急 关 断 时 , 满 足 消 防 、 应 急 照明 等 设 备 的 需 求 。应 急 发 电 机 应 在 主 电 源 失 效 的 情 况 下 , 确 保)*之 内 自 动 启 动 和 供 电 , 供 电 时 间 为"+,。!%可 靠 的 通 讯 系 统 是 海 上 生 产 和 安 全 的 保 证通 讯 系 统 对 于 海 上 安 全 生 产 是 必 不 可 少 的 , 它 的 主 要 任 务 是 在 油 田 生 产 过 程 中 , 保 证 平台 与 外 界 、 平 台 与 平 台 之 间 以 及 平 台 内 部 能 够 进 行 有 效 地 、 可 靠 地 通 讯 联 系 , 使 海 上 生 产 安全 有 效 地 运 行 。同 时 , 为 避 免 过 往 船 只 对 平 台 的 碰 撞 , 平 台 上 设 置 了 雾 笛 导 航 系 统 , 当 海 上 有 雾 时 , 雾笛 鸣 响 ; 当 夜 晚 降 临 时 , 航 行 灯 向 周 围 海 域 平 射 出 光 束 , 表 示 出 平 台 的 位 置 和 大 小 。二 、 海 上 油 气 集 输 系 统海 上 油 气 田 的 集 输 系 统 要 根 据 采 油 方 式 、 油 品 性 质 以 及 投 资 回 收 等 问 题 进 行 确 定 , 本 章仅 介 绍 一 种 典 型 的 原 油 集 输 系 统 。"%油 气 的 开 采 和 汇 集海 上 油 气 的 开 采 方 式 与 陆 上 基 本 相 同 , 分 为 自 喷 和 人 工 举 升 两 种 。目 前 国 内 海 上 常 用 人 工 举 升 方 式 为 电 潜 泵 采 油 。由 于 电 潜 泵 井 需 进 行 检 泵 作 业 , 因 此 平 台 上 需 设 置 可 移 动 式 修 井 机 进 行 修 井 作 业 , 或 用自 升 式 钻 井 船 进 行 修 井 。采 出 的 井 液 经 采 油 树 输 送 到 管 汇 中 , 管 汇 分 为 生 产 管 汇 和 测 试 管 汇 。—!—测 试 管 汇 分 别 将 每 口 井 的 产 出 井 液 输 送 到 计 量 分 离 器 中 进 行 分 离 并 计 量 。一 般 情 况 下 , 在 计 量 分 离 器 中 进 行 气 液 两 相 分 离 , 分 出 的 天 然 气 和 液 体 分 别 进 行 计 量 。液 相 采 用 油 水 分 析 仪 测 量 含 水 率 , 从 而 测 算 出 单 井 油 气 水 产 量 。生 产 管 汇 是 将 每 口 油 井 的 液 体 汇 集 起 来 , 并 输 送 到 油 气 分 离 系 统 中 去 。!"油 气 处 理 系 统从 生 产 管 汇 汇 集 的 井 液 输 送 至 三 相 分 离 器 中 , 三 相 分 离 器 将 油 、 气 、 水 进 行 初 步 分 离 。分 离 出 的 原 油 因 还 含 有 乳 化 水 , 往 往 需 要 进 入 电 脱 水 器 进 一 步 破 乳 、 脱 水 , 才 能 使 处 理后 的 原 油 达 到 合 格 的 外 输 要 求 。分 离 出 的 原 油 如 果 含 盐 量 比 较 高 , 会 对 炼 厂 加 工 带 来 危 害 , 影 响 原 油 的 售 价 , 因 此 有 些油 田 还 要 增 加 脱 盐 设 备 进 行 脱 盐 处 理 。为 了 将 原 油 中 的 轻 烃 组 分 脱 离 出 来 , 降 低 原 油 在 储 存 和 运 输 过 程 中 的 蒸 发 损 耗 , 需 要 进行 原 油 稳 定 , 海 上 油 田 原 油 稳 定 的 方 法 采 用 级 次 分 离 工 艺 , 最 多 级 数 不 超 过 三 级 。处 理 合 格 的 原 油 需 要 储 存 。 储 存 的 方 法 一 般 有 两 种 : 一 是 在 平 台 建 原 油 储 罐 , 另 一 种 是在 浮 式 生 产 储 油 轮 的 油 舱 中 储 存 。 一 般 情 况 下 , 海 上 原 油 的 储 存 周 期 为#!$%天 。储 存 的 合 格 原 油 经 计 量 后 可 以 用 穿 梭 油 轮 输 送 走 , 也 可 以 建 长 距 离 海 底 管 线 直 接 输 送 到陆 上 。分 离 器 分 离 出 的 天 然 气 进 入 燃 料 气 系 统 中 , 燃 料 气 系 统 将 天 然 气 脱 水 后 分 配 到 各 个 用户 。 平 台 上 的 用 户 一 般 为 : 燃 气 透 平 发 电 机 、 热 介 质 加 热 炉 、 蒸 气 炉 等 。 对 于 某 些 油 田 来说 , 天 然 气 经 压 缩 可 供 注 气 或 气 举 使 用 。 低 压 天 然 气 可 以 作 为 密 封 气 使 用 , 也 可 以 用 做 仪 表气 。 多 余 的 天 然 气 可 通 过 火 炬 臂 上 的 火 炬 头 烧 掉 。分 离 器 分 离 出 的 含 油 污 水 进 入 含 油 污 水 处 理 系 统 中 进 行 处 理 。&"水 处 理 系 统水 处 理 系 统 包 括 含 油 污 水 处 理 系 统 和 注 水 系 统 。 常 规 的 含 油 污 水 处 理 流 程 为 : 从 分 离 器分 离 出 来 的 含 油 污 水 首 先 进 入 斜 板 隔 油 器 中 进 行 油 水 分 离 , 然 后 进 入 气 浮 选 器 进 行 分 离 , 如果 二 级 处 理 后 仍 达 不 到 规 定 的 含 油 指 标 时 , 可 增 设 砂 滤 器 进 行 三 级 处 理 , 处 理 合 格 后 的 污 水排 海 。近 年 来 发 展 了 水 力 旋 流 器 处 理 含 油 污 水 。 水 力 旋 流 器 处 理 量 大 , 占 地 面 积 小 而 得 到 广 泛使 用 , 但 对 于 高 密 度 稠 油 油 田 的 含 油 污 水 处 理 效 果 不 好 。注 水 系 统 从 注 水 的 来 源 不 同 而 分 为 三 类 : 注 海 水 、 注 地 层 水 和 污 水 回 注 。海 水 注 水 系 统 是 海 洋 石 油 生 产 的 一 大 特 色 。 海 水 通 过 海 水 提 升 泵 抽 到 平 台 甲 板 上 , 经粗 、 细 过 滤 器 过 滤 掉 悬 浮 固 体 , 再 进 入 脱 氧 塔 中 脱 去 海 水 中 的 氧 , 脱 氧 后 的 海 水 经 增 压 泵 ,注 水 泵 注 入 到 地 层 中 去 。近 年 来 由 于 环 境 保 护 的 要 求 , 经 处 理 后 的 含 油 污 水 也 回 注 到 地 层 中 去 。水 源 井 注 水 是 从 采 水 地 层 , 利 用 深 井 泵 将 地 层 水 抽 出 , 经 粗 、 细 过 滤 器 滤 掉 悬 浮 颗 粒 达要 求 后 , 经 注 水 泵 将 地 层 水 注 入 到 油 层 中 。三 、 海 上 油 气 田 生 产 辅 助 系 统海 上 油 气 田 生 产 辅 助 设 施 有 别 于 陆 上 油 田 , 考 虑 到 海 上 设 施 远 离 陆 地 , 海 上 运 输 的 困难 , 需 要 设 置 相 应 生 产 辅 助 系 统 。海 上 生 产 辅 助 系 统 包 括 :"安 全 系 统 ;#中 央 控 制 系 统 ;$发 电 / 配 电 系 统 ;%仪 表 风 /工 厂 风 系 统 ;&柴 油 、 海 水 和 淡 水 系 统 ;’供 热 系 统 ;(空 调 与 通 风 系 统 ;)起 重 设 备 ;*—!—生 活 住 房 系 统 ;!排 放 系 统 ;!"#放 空 系 统 ;!"$通 信 系 统 ;!"%化 学 药 剂 系 统 。第 二 节 海 上 油 气 田 生 产 设 施一 、 海 上 生 产 设 施 的 类 型海 上 生 产 设 施 是 指 建 立 在 海 上 的 建 筑 物 。 由 于 海 上 设 施 是 用 于 海 底 石 油 开 发 及 采 油 工作 , 加 上 海 洋 水 深 及 海 况 的 差 异 、 油 藏 面 积 的 不 同 、 开 采 年 限 不 一 , 因 此 海 上 生 产 设 施 类 型众 多 。 基 本 上 可 分 为 三 大 类 : 海 上 固 定 式 生 产 设 施 、 浮 式 生 产 设 施 及 水 下 生 产 系 统 。 在 此 三大 类 中 又 可 细 分 如 下 :海 上 生 产 设 施固 定 式 生 产 设 施桩 基 式重 力 式人 工 岛!"# 顺 应 型 平 台浮 式 生 产 系 统半 潜 式张 力 腿 式!"#浮 式 生 产 储 油 船水 下 生 产 系 统干 式{!"#湿 式图!"#"!桩 基 式 固 定 平 台典 型 的 海 上 生 产 设 施 如 图!"#"!至 图!"#"$所 示 。!%固 定 式 生 产 设 施固 定 式 生 产 设 施 是 用 桩 基 、 座底 式 基 础 或 其 它 方 法 固 定 在 海 底 ,并 具 有 一 定 稳 定 性 和 承 载 能 力 的 海上 结 构 物 。 海 上 固 定 式 生 产 设 施 有各 种 各 样 的 形 式 , 按 其 结 构 形 式 可分 为 桩 基 式 平 台 、 重 力 式 平 台 和 人工 岛 以 及 顺 应 型 平 台 ; 按 其 用 途 可分 为 井 口 平 台 、 生 产 处 理 平 台 、 储油 平 台 、 生 活 动 力 平 台 以 及 集 钻 井 、井 口 、 生 产 处 理 、 生 活 设 施 于 一 体的 综 合 平 台 。(!) 桩 基 式 固 定 平 台桩 基 式 固 定 平 台 通 常 为 钢 质 固定 平 台 , 是 目 前 海 上 油 ( 气 ) 生 产中 应 用 最 多 的 一 种 结 构 形 式 。!) 钢 质 固 定 平 台 的 结 构 形 式钢 质 固 定 平 台 中 最 多 的 是 导 管架 式 平 台 , 主 要 由 四 大 部 分 组 成 :导 管 架 、 桩 、 导 管 架 帽 和 甲 板 模 块 。—!—图!"#"#重 力 式 混 凝 土 平 台但 在 许 多 情 况 下 , 导 管 架 帽 和 甲 板模 块 合 二 为 一 , 所 以 这 时 仅 为 三 部分 。 如 图!"#"$所 示 。!导 管 架 : 系 钢 质 桁 架 结 构 ,由 大 直 径 、 厚 壁 的 低 合 金 钢 管 焊 接而 成 。 钢 桁 架 的 主 柱 ( 也 称 大 腿 )作 为 打 桩 时 的 导 向 管 , 故 称 导 管 架 。其 主 管 可 以 是 三 根 的 塔 式 导 管 架 ,也 有 四 柱 式 、 六 柱 式 、 八 柱 式 等 ,视 平 台 上 部 模 块 尺 寸 大 小 和 水 深 而定 。 导 管 架 腿 之 间 由 水 平 横 撑 与 斜撑 、 立 向 斜 撑 作 为 拉 筋 , 以 起 传 递负 荷 及 加 强 导 管 架 强 度 作 用 。"桩 : 导 管 架 依 靠 桩 固 定 于 海底 , 它 有 主 桩 式 , 即 所 有 的 桩 均 由主 腿 内 打 入 ; 也 有 裙 桩 式 , 即 在 导管 架 底 部 四 周 布 置 桩 , 裙 桩 一 般 是水 下 桩 。#导 管 架 帽 : 导 管 架 帽 是 指 导管 架 以 上 , 模 块 以 下 带 有 甲 板 的 这部 分 结 构 。 它 是 导 管 架 与 模 块 之 间的 过 渡 结 构 。$模 块 : 也 称 组 块 。 由 各 种 组图!"#"%人 工 岛—!—图!"#"$浮式生产储油轮图!"#"%半潜式生产平台块组成平台甲板。平台可以是一个多层甲板组成的结构,也可以是单层甲板组成的结构,视平台规模大小而定。如钻井区域的模块可称为钻井模块;采油生产处理区称为生产模块;机械动力区可称为动力模块;生活区称为生活模块等。#)钢质固定平台的施工钢质固定平台的施工是一个复杂的过程,分为陆上预制和海上安装两种作业。陆上预制是在专门的场地上进行。导管架、上部模块和导管架帽分别在陆上预制好。海上安装包括海上运输和海上安装两部分。导管架和组块用驳船或其它方法运到油田现场,先将导管架沉放到预定位置,然后沿各导管向海底打桩,再将导管架帽安装在导管架上,最后用起重船将上部模块吊装到导管架帽上,这时平台即告建成。&)海上钢质固定平台用途分类由于油气处理设施的设置不同,用途各异,钢质固定平台的类型也不同。一般情况下,钢制固定平台按其用途可分为:井口平台、生产处理平台、储罐平台等。!井口平台:常规井口平台上安装有一定数量的采油树,井液经采油树采出后,通过单井计量系统计量,用海底管线输送到中心处理平台或其它生产处理设施上进行处理。—!—图!"#"$自升式生产平台图!"#"%水下生产系统井口平台上还设有必要的工艺设备及支持系统和公用系统。一般情况下,其动力和控制由中心平台提供。某些井口平台由于生产操作的需要还设有生活楼。生活楼包括住房、办公室、通信室、娱乐室、厨房等。对于井数较多,且油井为机采井的井口平台,平台上还设有修井机及其配套设施,以满足油井维修的特殊要求。—!—图!"#"$钢 质 固 定 平 台 的 结 构 形 式—!—图!"#"$典型的井口平台有些井口平台井数较少,产量规模不大,从减少投资的角度出发,可设置成无人井口平台或简易井口平台。典型的井口平台见图!"#"$。!生产处理平台:生产平台亦称中心平台,它集原油生产处理系统、工艺辅助系统、公用系统、动力系统及生活楼于一体。生产平台具有将各井口平台的来液进行加工处理的能力,也要有向各井口平台提供动力以及监控井口平台生产操作的功能。生产平台按用途可分为:常图!"#"!%典型的中心平台规生产平台;生产、生活、动力平台;钻井、生产、生活、动力平台以及生活、动力平台等。生产平台汇集了各井口平台的来液后,经三相分离器将来液的油、气、水进行分离。原油在原油处理系统中经脱水达到成品油要求后输送到储油平台或其它储油设施中储存;三相分离器分离出的天然气经气液分离、压缩等一系列处理后供发电机、气举和加热炉等用户使用,多余的天然气进火炬系统烧掉;分离器分离出的含油污水进入含油污水处理系统进行处理,合格的含油污水排海或回注地层。典型的生产平台见图!"#"!%。"储罐平台:储罐平台是将原油储罐设置在平台上,中心平台处理合格的原油在储罐平台储存。储罐平台的大小要根据油田规模和穿梭油轮的大小来综合考虑。储罐平台由于投资较高,储油能力有限,已不常用。—!—为了外输原油,有时设置海上码头。典型的储罐平台和海上码头见图!"#"!!。图!"#"!!典型的储罐平台和海上码头$)海上钢质固定平台的优缺点钢质固定平台的优点是:!技术成熟、可靠;"在浅海和中深海区使用较为经济;#海上作业平稳和安全。钢质固定平台的缺点是:!随着水深的增加费用显著增加;"海上安装工作量大;#制造和安装周期长;$当油田预测产量发生变化时,对油田开发方案进行调整的适应性受到限制。(#)重力式平台重力式平台是与桩基平台不同的另一种形式的平台。它不需要用插入海底的桩去承担垂直荷载和水平荷载,完全依靠本身的重量直接稳定在海底。根据建造材料的不同,又分为混凝土重力式平台和钢重力式平台两大类。!)混凝土重力式平台把混凝土重力式结构物用于岸边和浅水地带已有悠久历史,而用于外海却在%&年代以后。目前,混凝土平台可以适应从浅到深的各种水深。混凝土重力式平台的结构见图!"#"#。!组成部分:混凝土平台由沉垫、甲板和立柱三部分组成。已建成和正在研究、设计的混凝土平台种类繁多,有把底座做成六角形、正方形、圆形,也有把立柱做成三腿、四腿、独腿的等各种形式。(’)底座:底座是整个建筑物的基础。为了抵抗巨大的风浪推力,要求平台有很大的底座结构,而较大的底座又正好可以用来储存原油,这就使得混凝土平台具备了把钻、采、储三者兼顾起来的优点。(()甲板:甲板为生产提供工作场所,在甲板上可安装各种生产处理设施和生活设施。())立柱:立柱连接在沉垫和甲板之间,用于支撑甲板。"建造过程:混凝土平台的建造相当复杂,采用类似桩基平台的常规建造办法是行不通的。图!"#"!#是这种平台建造的简要过程。第一步:在干坞内建造底座的下半部分,如图!"#"!#(’)。因为底座底面积大,重—!"—图!"#"!#混 凝 土 平 台 建 造 过 程 示 意 图量 也 大 , 所 以 不 能 在 一 般 的 船 坞 或滑 道 上 建 造 , 只 能 在 地 基 较 好 的 岸边 挖 出 一 块 施 工 预 制 场 地 , 并 用 围堰 把 施 工 场 地 和 海 水 隔 开 , 这 块 预制 场 地 就 叫 干 坞 。第 二 步 : 在 干 坞 内 建 造 至 预 定高 度 后 , 注 入 海 水 和 海 平 面 一 致( 向 底 座 内 注 压 载 水 使 其 固 定 ) , 打开 船 坞 闸 , 排 除 压 载 水 , 使 底 座 上浮 , 用 拖 船 把 底 座 从 干 坞 内 拖 出 ,如 图!"#"!#($) 。第 三 步 : 把 底 座 拖 至 岸 边 比 较深 的 、 隐 蔽 较 好 的 施 工 水 域 , 在 海面 上 锚 泊 , 采 用 滑 动 施 工 法 建 造 底座 上 部 , 如 图!"#"!#(%) 。第 四 步 : 用 滑 动 施 工 法 继 续 浇注 立 柱 , 如 图!"#"!#(&) 。第 五 步 : 用 拖 轮 把 结 构 物 拖 至深 水 海 域 , 以 便 安 装 甲 板 , 见 图!"#"!#(’) 。第 六 步 : 向 底 座 注 入 压 载 水 , 使 结 构 物 下 沉 到 海 水 没 至 立 柱 上 部 左 右 , 再 安 装 甲 板 , 见图!"#"!#(() 。第 七 步 : 在 甲 板 上 安 装 各 种 模 块 , 见 图!"#"!#()) 。第 八 步 : 排 出 压 载 水 , 使 结 构 物 上 浮 , 用 拖 轮 拖 至 预 定 地 点 , 见 图!"#"!#(*) 。第 九 步 : 平 台 位 置 确 定 后 , 注 入 压 载 水 , 边 下 沉 边 调 节 , 使 之 准 确 安 装 在 海 底 , 见 图!"#"!#(+) 。!重 力 式 平 台 的 优 缺 点 :(,) 优 点 :!节 省 钢 材 。 如 两 座 挪 威 人 建 造 的 康 迪 普 平 台 , 耗 钢 量 分 别 为!-#万.及!-/万., 而同 样 条 件 的 桩 基 钢 平 台 耗 钢 达#-0"1-0万.。!经 济 效 果 好 。 采 用 廉 价 的 混 凝 土 材 料 。 在 北 海 , 用 混 凝 土 重 力 式 平 台 比 钢 导 管 架 平 台更 为 经 济 。 估 计 总 成 本 可 节 省#02。 而 且 , 混 凝 土 重 力 式 平 台 的 底 座 ( 沉 箱 ) 可 以 储 油 ,因 而 经 济 效 益 十 分 显 著 。!海 上 现 场 安 装 的 工 作 量 小 。 这 主 要 是 因 为 全 部 结 构 在 干 坞 和 岸 边 隐 蔽 的 深 水 施 工 水 域中 已 经 建 造 完 毕 , 因 而 避 开 了 海 况 恶 劣 的 深 水 现 场 安 装 工 作 。!海 上 安 装 工 艺 比 钢 结 构 简 单 些 。 不 需 要 在 海 底 打 桩 。!甲 板 负 荷 大 , 在 立 柱 中 钻 井 安 全 可 靠 。!防 海 水 腐 蚀 、 防 火 、 防 爆 性 能 都 好 。!维 修 工 作 量 小 , 费 用 低 , 使 用 寿 命 长 。($) 缺 点 :—!!—!对 地 基 的 要 求 高 。 混 凝 土 平 台 对 地 基 的 要 求 较 高 , 这 是 区 别 于 桩 基 平 台 的 显 著 特 点 之一 。 一 座 混 凝 土 平 台 能 否 正 常 工 作 , 除 取 决 于 它 本 身 的 结 构 强 度 外 , 另 一 个 重 要 的 因 素 就 是图!"#"!$钢 质 重 力 式 平 台看 它 能 否 稳 坐 在 海 底 , 由 于 受 巨 大 风 浪 力 和 地 震 力 等的 影 响 , 混 凝 土 重 力 平 台 对 地 基 的 要 求 远 比 桩 基 平 台高 。 因 而 , 基 础 设 计 的 好 坏 , 常 成 为 重 力 式 平 台 成 败的 关 键 。!结 构 分 析 比 较 复 杂 。!制 造 工 艺 复 杂 。!岸 边 需 有 较 深 的 、 隐 蔽 条 件 较 好 的 施 工 场 地 和水 域 。!拖 航 时 阻 力 大 。!冰 区 工 作 性 能 差 。#) 钢 质 重 力 式 平 台除 混 凝 土 重 力 式 平 台 外 , 钢 质 重 力 式 平 台 也 是 重力 式 平 台 的 一 个 重 要 分 支 。 如 图!"#"!$所 示 , 整 个平 台 由 沉 箱 、 支 承 框 架 和 甲 板 三 部 分 组 成 , 沉 箱 兼 作储 罐 。 建 造 时 , 先 把 各 个 沉 箱 、 支 承 框 架 、 甲 板 分 别预 制 , 而 后 在 岸 边 组 装 成 整 体 , 再 拖 运 到 井 位 下 沉 安放 。和 混 凝 土 平 台 相 比 , 钢 质 重 力 式 平 台 的 储 油 量 虽小 , 但 在 对 储 量 要 求 不 大 的 情 况 下 , 钢 质 重 力 式 平 台反 而 有 较 高 的 经 济 效 益 。 又 由 于 它 比 混 凝 土 平 台 轻 得多 , 所 以 预 制 过 程 中 不 需 要 较 深 的 施 工 水 域 , 拖 航 时要 求 的 拖 航 马 力 小 , 使 用 中 对 地 基 承 载 力 的 要 求 也 不高 。钢 质 重 力 式 平 台 避 免 了 混 凝 土 平 台 许 多 缺 点 , 但 在 省 钢 材 、 耐 腐 蚀 、 储 油 量 、 隔 热 等 方面 , 都 不 如 混 凝 土 平 台 , 这 又 是 它 的 缺 点 。图!"#"!%护 坡 式 人 工 岛$) 人 工 岛人 工 岛 是 在 海 上 建 造 的 人 工 陆 域 , 人 们 在 人 工 岛 上 可 以 设 置 钻 机 、 油 气 处 理 设 备 、 公 用设 施 、 储 罐 以 及 卸 油 码 头 。人 工 岛 按 岸 壁 形 式 可 分 为 护 坡 式 人 工岛 和 沉 箱 式 人 工 岛 。护 坡 人 工 岛 如 图!"#"!%, 由 砾 石 筑成 , 砂 袋 或 砌 石 护 坡 。 先 由 底 部 开 口 的 驳船 向 岛 的 四 周 抛 填 砾 石 , 接 着 码 放 砂 袋 ,稍 高 出 水 面 形 成 水 下 围 堤 , 然 后 填 充 岛体 。沉 箱 式 人 工 岛 又 可 分 为 钢 沉 箱 围 闭 式人 工 岛 , 钢 筋 混 凝 土 沉 箱 围 闭 式 人 工 岛 和移 动 式 极 地 沉 箱 人 工 岛 。 沉 箱 式 人 工 岛 的—!"—特 点 是 由 一 个 整 体 沉 箱 或 多 个 钢 或 钢 筋 混 凝 土 沉 箱 围 成 , 中 间 回 填 砂 土 。 沉 箱 可 在 陆 上 预制 , 然 后 自 浮 拖 至 现 场 安 装 就 位 , 通 过 调 节 水 下 砂 基 床 的 高 度 以 使 沉 箱 适 用 于 不 同 的 水 深 ,人 工 岛 不 再 使 用 时 , 可 排 除 压 载 , 起 浮 后 拖 到 其 它 地 点 再 用 。目 前 钢 沉 箱 围 闭 式 人 工 岛 能 成 功 地 用 于!"#水 深 。 如 图$%!%&所 示 。’) 顺 应 型 平 台所 谓 顺 应 型 平 台 是 指 在 海 洋 环 境 载 荷 作 用 下 , 围 绕 支 点 可 发 生 允 许 范 围 内 某 一 角 度 摆 动的 深 水 采 油 平 台 。 这 种 平 台 是 一 种 细 长 的 框 架 结 构 , 沿 高 度 方 向 的 横 截 面 一 般 不 变 。 框 架 每隔 一 定 的 高 度 有 重 复 的 结 构 形 式 , 井 槽 在 平 台 的 中 部 。 有 的 顺 应 型 平 台 在 每 个 角 各 有 数 根 桩支 持 , 桩 穿 过 导 管 打 下 后 , 桩 顶 部 约 高 出 泥 线 某 一 高 度 , 套 管 约 上 至 平 台 高 度 的 一 半 , 桩 与导 管 之 间 灌 注 水 泥 浆 , 凝 固 后 便 组 成 一 套 管 与 桩 的 组 合 体 , 在 这 个 组 合 体 的 顶 部 附 接 导 管架 。 这 样 大 的 长 度 提 供 了 足 够 的 轴 向 弹 性 来 产 生 柔 性 复 原 力 , 调 整 组 合 体 的 长 度 可 得 到 系 统适 应 不 同 环 境 的 结 构 参 数 。 有 的 顺 应 型 平 台 或 / 和 借 助 牵 索 ( 如 绷 绳 塔 平 台 ) 用 一 些 浮 筒( 如 浮 塔 式 平 台 ) 来 产 生 复 原 力 , 浮 筒 也 可 给 平 台 提 供 向 上 的 浮 力 , 从 而 可 减 少 结 构 的 轴 向压 力 。 见 图$%!%$(。图$%!%$(牵 索 塔 式 顺 应 型 平 台顺 应 型 平 台 的 特 点 如 下 :!自 振 周 期 大 , 刚 性 小 , 故 随 着 波 浪 的 作 用 而 运 动 。 而 由 组 合 体 ( 由 桩 和 套 管 组 成 ) 和导 管 架 形 成 的 阻 尼 器 却 使 其 运 动 幅 度 大 大 减 小 , 具 有 很 好 的 抗 疲 劳 特 性 。"可 用 铰 接 接 头 或 大 型 浮 筒 和 阻 尼 器 , 不 需 要 因 限 制 甲 板 运 动 而 安 装 特 别 装 置 。#建 造 简 单 。 一 般 工 程 与 建 造 时 间 少 于!年 。$重 复 结 构 和 定 型 构 件 很 多 ;—!"—!横 截 面 积 小 , 重 量 轻 , 起 重 安 装 容 易 ;"可 按 常 规 方 法 运 输 、 下 水 和 直 立 作 业 。#由 于 重 量 轻 , 结 构 简 单 和 安 装 方 便 , 与 常 规 钢 导 管 架 相 比 费 用 低 。!"浮 式 生 产 系 统典 型 的 浮 式 生 产 系 统 是 指 利 用 改 装 ( 或 专 建 的 ) 半 潜 式 钻 井 平 台 、 张 力 腿 平 台 、 自 升 式平 台 或 油 轮 放 置 采 油 设 备 、 生 产 和 处 理 设 备 以 及 储 油 设 施 的 生 产 系 统 。浮 式 生 产 系 统 最 大 的 特 点 就 是 可 实 现 油 田 的 全 海 式 开 发 。 由 于 其 可 重 复 使 用 , 因 此 被 广泛 用 于 早 期 生 产 、 延 长 测 试 和 边 际 油 田 的 开 发 过 程 中 。 目 前 , 随 着 科 技 的 发 展 , 许 多 大 型 油田 也 都 采 用 浮 式 生 产 系 统 。我 国 大 部 分 海 上 油 田 都 采 用 浮 式 生 产 系 统 。浮 式 生 产 系 统 分 为 :$以 油 轮 为 主 体 的 浮 式 生 产 系 统 ;%以 半 潜 式 钻 井 船 为 主 体 的 浮 式生 产 系 统 ;&以 自 升 式 钻 井 船 为 主 体 的 浮 式 生 产 系 统 ;’以 张 力 腿 平 台 为 主 体 的 浮 式 生 产 系统 。(#) 以 油 轮 为 主 体 的 浮 式 生 产 系 统以 油 轮 为 主 体 的 浮 式 生 产 系 统 分 为 浮 式 生 产 储 油 装 置 ($%&’) 和 浮 式 储 油 装 置 ($&’)两 种 。$%&’是 把 生 产 分 离 设 备 、 注 水 ( 气 ) 设 备 、 公 用 设 备 以 及 生 活 设 施 等 安 装 在 一 艘 具 有储 油 和 卸 油 功 能 的 油 轮 上 。 油 气 通 过 海 底 管 线 输 到 单 点 后 , 经 单 点 上 的 油 气 通 道 通 过 软 管 输到 油 轮 ($%&’) 上 ,$%&’上 的 油 气 处 理 设 施 将 油 、 气 、 水 进 行 分 离 处 理 。 分 离 出 的 合 格原 油 储 存 在$%&’上 的 油 舱 内 , 计 量 标 定 后 用 经 穿 梭 油 轮 运 走 。$&’也 是 具 有 储 油 和 卸 油 功 能 的 油 轮 , 但 它 没 有 生 产 分 离 设 备 以 及 公 用 设 备 , 通 过 海管 汇 集 来 的 合 格 原 油 直 接 储 存 到$&’的 油 舱 中 , 由 于 没 有 油 气 生 产 设 备 , 可 直 接 将 旧 油 轮稍 加 改 装 就 可 以 成 为$&’, 相 对 于$%&’来 说 ,$&’建 造 工 期 短 。$%&’的 形 式 见 图#(!()。浮 式 生 产 储 油 装 置 采 用 新 建 和 旧 油 轮 改 造 两 种 方 式 。 采 用 哪 种 方 式 取 决 于 油 田 寿 命 和 开发 方 式 。 在 油 田 寿 命 较 长 的 情 况 下
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:海洋工程手册--1-1+海上油气田生产与集输
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-70167.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开